GaN,AlN和BN(110)表面反常弛豫的电子结构计算

在紧束缚模型框架下采用形式散射理论方法计算了具有闪锌矿结构的化合物半导体GaN,AlN和BN(110)反常弛豫表面的表面电子结构，讨论了表面弛豫对表面电子结构的影响，并将结果同GaAs(110)表面的表面电子结构作了比较.     

金属Pt三个低指数晶面的表面能和弛豫第一性原理研究

采用基于密度泛函理论第一性原理从头计算(vienna ab-initio simulation package,VASP)软件包,优化了金属铂(Pt)的晶格常数a0,计算了Pt的3个低指数晶面(100)、(110)及(111)表面能和多层弛豫.结果表明,晶面弛豫前后表面能的相对大小均满足E(111)＜E(100)＜E(110).表面弛豫主要发生在第一、二层,3个晶面弛豫量相对大小为|△d(111)|＜|△d(100)|＜|△d(100))|,弛豫量随表面层数增加而振荡减小.(100)和(110)表面最外层向内收缩,(111)表面最外层向外膨胀.此外,从弛豫前后的电子态密度变化的较深层次对弛豫结果进行了分析.     

反常弛豫的CuCI(110)表面电子态研究

采用考虑d电子相互作用的spd紧束缚模型描述具有闪矿结构的半导体CuCl的体能带,用形势散射理论方法计算了弛豫的CuCl(110)表面电子结构,给出了表面投影能带结构和表面波矢分辨的层态密度．计算结果表明表面弛豫主要是表面层p-p和p-d的重新杂化而引起的．     

α-Al2O3(0001)表面电子结构的理论研究

采用基于密度泛函理论的局域密度近似平面波超软赝势法，在周期边界条件下的k空间中，对最外表面终止层为单层Al的α-Al2O3(0001)表面结构进行了弛豫与电子结构计算研究．通过分析表面弛豫前后表面电子密度、态密度变化，表明表面能级分裂主要来自于O的2p轨道电子态变化，α-Al2O3(0001)表面明显地表现出O的表面态．通过电子局域函数图，进一步分析了表面成键与表面电子分布特性．     

氧化钙(100)、(110)和Ca-terminated(111)表面性能的第一性原理研究

【目的】对氧化钙(100)、(110)和Ca-terminated(111)的表面能、表面弛豫及电子结构进行系统研究。【方法】运用基于密度泛函理论的第一性原理计算体系的表面性能,计算过程采用6层原子和15真空层的Slab模型。【结果】计算得到的氧化钙体相晶格常数合理地符合实验值。氧化钙(100)面的表面能最低因而最稳定,更容易暴露。(110)面表面能介于(100)和Ca-terminated(111)面之间,Ca-terminated(111)面的表面能最高而最不稳定。(100)表面弛豫程度最弱,Ca-terminated(111)表面弛豫程度最明显,而(110)表面弛豫程度则介于(100)和Ca-terminated(111)面之间。(100)表面Ca-O和Ca-Ca之间的电子云强烈重叠,共价成键特征突出,稳定性高。Ca-terminated(111)表面只存在Ca-Ca原子间电子云重叠,且杂化程度明显变弱,因此Ca-terminated(111)面的稳定性最低,(110)面的稳定性居于(100)面与Ca-terminated(111)面之间。【结论】氧化钙中(100)面的表面稳定性能最好,(110)面次之,Ca-terminated(111)面稳定性最差。     

清洁Nb（100）面的结构

采用低能电子衍射(LEED)动力学计算法,计算了Nb(100)面的各种弛豫结构的Ⅰ—Ⅴ曲线,使之与实验曲线拟合,用R 因子对这些可能的结构进行搜寻和分析.结果表明清洁Nb(100)面最顶层层间距为1.46(?),与体内相比向内收缩了11%,次层层间距为1.72(?),向外膨胀了5%,与清洁的Ta(100)面的结构相似.     

固体薄膜弹性系数的第一性原理计算

因纳米薄膜晶体对称性的缺失,采用对称化的独立应变推导出了立方晶体(001)和(111)薄膜的弹性能,给出了第一原理计算纳米薄膜弹性模量的具体方案。以单质Al为例计算得到了体系的弹性系数随薄膜厚度、表面弛豫的变化关系。研究结果表明:新引入的弹性系数c_(12)~α非零且为正值,证明了薄膜的体膨胀与垂直弛豫之间存在耦合。表面弛豫使得薄膜的弹性系数和表面弹性系数明显减小,表面弹性系数c_(11)~(α,s)和c_(22)~(α,s)均为负值,数量级与前人计算结果相同。     

表面合金Cu(001)c(2×2)-Pd原子结构的第一原理计算研究

在层晶模型近似下,采用薄膜全电子线性缀加平面波(LAPW)方法研究了表面合金Cu(001)c(2×2)-Pd的原子结构.能量计算表明Pd原子的皱折小于0.01 nm,该结果与低能电子衍射(LEED)和扫描隧道显微镜(STM)实验结果一致.     

弛豫InAs（110）表面的电子结构理论研究

采用最近邻的紧束缚的ｓｐ＾３．ｓ模型，利用形式散射理论的格林函数方法，计算了ＩｎＡｓ（１１０）弛豫表面的电子结构给出了表面投影能带和Ｍ占的层态密度，分析了产生表面态的原因和轨道特性以及弛豫引起表面态的变化，所得结论与实验和其他理论结果相符合。     

GaN(110)表面原子及电子结构的第一性原理研究

用缀加平面波加局域轨道方法计算了立方GaN及其非极性 ( 1 1 0 )表面的原子结构和电子结构 ,得到的GaN晶格常数及体积弹性模量与实验值符合得很好 .用层晶超原胞模型计算立方GaN ( 1 1 0 )表面的原子和电子结构 ,发现表面顶层原子发生键长收缩并旋转的弛豫特性 ,表面阳离子向体内移动 ,与周围阴离子形成sp2 杂化 ,而表面阴离子则形成p3 型锥形结构 .其面旋角为 1 4 .1°,比传统的Ⅲ V族半导体 ( 1 1 0 )表面面旋角 ( 30°± 2°)小得多 ,这主要与材料的离子性有关 .此外 ,在带隙附近还发现了两个表面态 ,一个是占据的表面态 ,主要是由N的p电子构成的 ;另一个是空态 ,主要由阳离子的轨道构成 .在驰豫后 ,这两个表面能带都移出带隙 ,分别进入导带和价带 ,形成共振表面态     

金属势阱对LEED的折射效应

研究了低能电子束在金属中衍射时势阱对电子束的折射效应 ,给出了一种用低能电子衍射法测定金属势阱深度的新方法 ,并以Cu ,Al和Ag膜为例计算了LEED(lowenergyelectrondiffraction)的折射效应     

Structure and properties of samarium overlayer and Sm/Rh surface alloy on Rh(100)

The structure and properties of Sm overlayer and Sm/Rh surface alloy have been investigated with Auger electron spectroscopy (AES), low energy electron diffraction (LEED), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and temperature programmed desorption spectroscopy (TDS). The growth of Sm on Rh(100) at room temperature (RT) appears following the Stranski-Krastanov growth mode and only the trivalent state Sm is observed from XPS results. Thermal treatment of the Sm film at 900 K leads to the formation of ordered surface alloy which shows the c(5√2 × √2)R45° and c(2×2) LEED patterns. Annealing the Sm film at temperature above 400 K makes the binding energy (B.E.) of Sm 3d_5/2 shift to higher energy by 0.7 eV, which indicates charge transfer from Sm to Rh(100) substrate, causing the increase of CO desorption temperature.     

Al－Ti合金阳极氧化膜的化学组成及微观结构

着重研究了Ａｌ含量顺次递增的３种组分，Ａｌ－Ｔｉ合金阳极氧化膜的化学组成及微观结构。用ＸＰＳ俗分析表明：氧化膜是由Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＯ２组成，经ＡＥＳ深度剖面分析得到了两者之间的比例，并推理出膜的微观结构模型，用ＳＥＭ观测了３种膜的表面形貌，清楚地看到：合金组分不同，膜的致密度不同。ＸＲＤ实验证明：氧化膜的晶型较复杂，且有取向。     

多孔氧化铝膜的制备及其表征

在硫酸、磷酸及草酸溶液中 ,通过阳极氧化铝箔制备出了多孔氧化铝模板 ,用阶梯降压法将氧化铝层与铝基底分离 .透射电镜结果表明 :这种膜的孔间距 ,孔径以及晶胞尺寸均随所加氧化电压的增加而增加 .通过 FT- IR谱发现 ,在阳极氧化过程中 ,电解液阴离子也参与了多孔膜的形成 .XRD谱证明形成了无定形氧化铝     

磷酸锗铝分子筛GeAPO-5的合成与表征

在弱酸性介质和氟离子存在下,以二乙氨基乙醇为模板剂,采用水热法合成了磷酸锗铝分子筛GeAPO-5。并对其结构和性能进行了表征。研究确证了Ge对AlPO_4-5分子筛骨架的同晶取代。     

激光表面纹理加工Ti6Al4V空蚀的形貌特征

为提高钛合金的抗空蚀性能,采用激光对Ti6Al4V合金进行表面纹理加工.采用维氏显微硬度计对试样的横截面硬度进行表征,采用磁致伸缩超声振动仪对试样的抗空蚀特性进行测试,采用扫描电子显微镜对试样空蚀形貌进行观测.结果表明,经激光表面纹理加工后,试样的表层硬度均得到明显提高.直线纹理试样空蚀的形貌特征为纹理突起处呈海绵状,网格纹理试样空蚀的形貌特征为纹理突起处出现针孔和疲劳裂纹及由脆性断裂引起材料剥离脱落产生的空蚀坑,状点纹理试样表面仅出现麻点状空蚀特征.各种纹理的凹陷处均无明显的空蚀特征,抗空蚀性能均得到明显增强.     

粉末TiO2光催化剂暴露晶面结构

用透射式电子显微镜选区电子衍射法,直接观测粉末状TiO_2光催化剂的暴露晶面结构。从原子水平解释了锐钛矿型和金红石型,TiO_2的这两种同素异构体的光催化活性不同的原因,实验证明,锐钛矿型比金红石型光催化活性较高,其原因是前者的暴露晶面应是高的台阶密度、并且其基面结构与反应物匹配对应,作者认为,作为研究工具,SAD有较LEED的延伸和补充。     

发光隧道结表面粗糙度的隧道显微镜研究

本文报道用扫描隧道显微镜(STM)在空气中观测淀积在1000A厚的CaF_2薄膜上的Al-Al_2O_3-Au在发光隧道结表面的研究成果。在观测中我们首次发现结表面的CaF_2薄膜呈现出横向相关长度分别为300-700A和30-50A的两种粗糙度;横向相关长度小的粗糙度被横向相关长度大的所调制。这种横向相关长度为30-50A的表面粗糙度的存在与Laks和Mills的表面随机粗糙隧道结发光理论的预期值一致。     

40Cr钢表面纳米化的研究

采用高能表面处理技术在40Cr钢表面制备出具有纳米晶体结构特征的表面层.利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜分析研究了表面纳米层的组织结构.结果表明,高能表面处理后40Cr钢表面形成纳米层的过程中,渗碳体先于铁素体纳米化.