Au原子在Si（001）表面扩散的第一原理研究

本文用第一原理总能理论研究了金属Au在Si（001）面的吸附与扩散。计算表明,Au原子的稳定吸附住置处于顶层四个Si原子的中心,当Au原子处于其它位置时,体系能量较高,Au原子容易向稳定位置扩散。在热运动下,Au原子向衬底内部扩散需要克服较小的势垒,这可能是Au／Si（001）界面存在混合层的原因之一。     

金属配合物表面诱导解离和有序银单原子层形成

报道了乙腈介质中金属有机配合物[(dptap Ag)2](NO3)2(其中dptap为2 (2 吡啶亚氨基) 2H 1,2,4 噻二唑并[2,3 a]吡啶,2 (2 pyridylimino) 2H 1,2,4 thia diazolo[2,3 a]pyridine)在Au(111)表面诱导离解并形成有序银原子层的研究.STM结果显示,经在上述配合物的乙腈溶液中浸泡后,Au(111)表面形成(4×4)的吸附结构,此结构与Ag在Au(111)上较高欠电位下沉积所得到的结果类似.XPS结果证实所形成的吸附层中仅含有银原子.进一步用电动势法测定了[(dptap Ag)2](NO3)2的解离常数,并推测有序银原子层系与金表面相互作用从而诱导配合物的离解及Ag+的还原而形成.量子化学的计算结果与上述实验事实相符.这一表面诱导解离有望拓展至其他合适的有机金属配合物体系,从而发展为一种溶液法制备有序金属吸附层的通用方法.     

Ag在Si表面吸附的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法计算优化了Ag原子在硅惯习面Si(111)和Si（220）晶面的最佳吸附位置,并计算了Ag/Si(111)和Ag/Si(220)体系的表面吸附能和表面态电子结构．研究表明:Si基表面Ag原子的最稳定吸附居于Si(220)晶面的穴位,此时的吸附能最低,其值为5.2569eV,属于强化学吸附;同时由于在Ag/Si(220)体系中,Ag-4d轨道和表面态Si-3s、3p轨道电子的强相互作用,以及Ag-4p轨道的电子云强偏向于Si-3s、3p轨道使得体系的能隙宽度变窄,导电性急剧增大．     

Au原子在H-Si（001）表面扩散的研究

本文用第一原理总能理论研究了金属Au在H-Si(001)表面的吸附与扩散。计算表明,Au原子的吸附不能打破Si二聚体键,其稳定吸附位置处于一个Si二聚体的中部;同时还给出了Au原子处于其它位置时的能量以及相对于Si(001)表面的高度,分析了Au原子在H-Si(001)表面的可能扩散路径。     

Ag在Si(001)-(2×1)表面化学吸附的第一性原理研究

用紧束缚下的Muffin-tin轨道线性组合方法研究了0.5个单层Ag原子在Si(001)-(2×1)表面的化学吸附.计算了Ag原子在不同位置时吸附体系的能量.结果表明,Ag原子在cave位时吸附最稳定,在Ag/Si(001)界面不存在Ag-Si混合层,Ag/Si(001)界面为突变界面.同时对电子转移情况和层投影态密...     

密度泛函理论研究（MgO）n团簇吸附Ag原子的结构和电子性质

采用密度泛函理论中的广义梯度近似（GGA）对（MgO）n吸附银原子的几何构型进行优化,并对能量、电荷分布和电子性质进行了计算．结果表明,当n≥4,银原子吸附在空位的结构是最低能量结构,随着银原子数的增加,增加的银原子易与原来的银原子形成银团簇．电荷布局数分析表明,银原子与（MgO）n团簇的相互作用主要是来自较弱的原子极化,吸附的银原子导致其近邻的原子电荷重新分布．通过与纯的氧化镁团簇对比发现,银原子的吸附对氧化镁团簇的成键特性和结构影响比较小．一阶能量差分、分裂能和电子亲和势表明Ag（MgO）4和Ag（MgO）6团簇是稳定的．     

Si在Si（111）表面吸附过程的分子动力学模拟

利用Tersoff半经验多体相互作用势和分子动力学模拟方法研究了荷能的硅原子在Si(111)表面的吸附过程.对100K时,初始入射动能分别为5,15,25,30eV的硅原子从6个不同位置轰击Si(111)表面进行了模拟,观察到了硅原子在Si(111)表面形成的吸附结构,并讨论了不同入射位置和入射能量对吸附结构的影响.结果表明,硅原子相对于表面不同的局部构型发生不同的碰撞过程,而硅原子入射能量的提高有利于成键过程的发生,从原子尺度模拟了沉积机制.     

硅衬底上薄金膜的椭偏光谱和光学性质

用椭圆偏振光谱法测量了Au膜—Si衬底系统在紫外—可见光范围的光学性质,其结果不能用理想的突变界面模型来解释.分析了空洞、表面粗糙及过渡层对椭圆偏振光谱的影响.此外,还考虑了界面处形成的Au—Si合金层,并用经典振子模型来进行分析.分析表明,后者对Au—Si系统的椭偏光谱影响最大.综合上述因素,可使椭圆偏振光谱的理论计算值与实验结果符合得很好.低温退火后(100℃,10分钟),Si原子扩散到Au膜表面并容易与氧作用形成氧化层.     

铟吸附氢钝化Si(100)表面的结构和稳定性研究

采用第一性原理理论研究了In吸附氢钝化的Si(100)面的结构和稳定性.对In原子吸附结构的计算表明不同的重构表面其吸附结构也是不同的:In在H/Si(100)-(2×1)面的吸附能高于In在H/Si(100)-(1×1)面的吸附能;由于氢原子对硅表面的钝化作用,使得In在Si衬底的外延生长被破坏,In原子易在衬底表面形成团簇.对In原子是否会向衬底扩散并与H原子发生交换的研究结果表明:In原子吸附于H/Si(100)表面比与H原子发生交换具有更稳定的能量.因此,在平衡条件下,In原子不会与H原子发生交换.     

氧原子在金属银（211）（410） （997）台阶表面吸附和解离的理论研究

笔者利用原子与表面簇合物相互作用的5参数Morse势（5- MP）的理论方法,对氧-银（211）（410）（997）台阶体系进行了研究,并获得了全部临界点性质.通过对（211） （997）台阶面吸附的研究,表明实验上在Ag（111）平坦表面所测得的27.3meV,30 meV为反常的低频振动;对（410）台阶面的研究,推测在Ag（410）台阶缺陷表面存在三类四个氧原子吸附位,其中位于台阶底部的四重LB位是最稳定的吸附位.