Tl在Si(111)面吸附特性理论研究

Ⅲ族金属元素(如Al,Ga和In)在Si表面的吸附长期以来一直受到众多理论和实验研究者的关注,最近,该族最重的元素铊(Tl)在Si(111)面吸附的独特性质引起了人们的极大兴趣.通过低能电子衍射(LEED),Visikovskiy等人[1]发现Tl吸附在Si(111)表面时由于外加直流电压极性的转换表面结构在(1×1)和(√3×√3)之间存在可逆的结构改变,与Tl同族的In在表面电迁移后形成具有(4×1)结构的表面硅化物,是不可逆的.     

Ag在Si(100)表面化学吸附特性研究

本文应用自洽TB-LMTO方法研究银原子在理想Si（100）表面的化学吸附,计算不同位置的吸附能量（Ead）,发现相比Si（100）表面其他吸附位置而言被吸附的银原子更趋附于C位置（四重位）,在Ag原子和表面Si原子之间形成极性共价健,在Ag-Si（100）界面不存在Ag和Si的混合层而是形成突变界面,这与实验结果是一致,计算了层投影态密度并与清洁表面比较,对电子转移情况也进行了研究.相对Au/Si（100）而言,Ag和Si相互作用比Au和Si相互作用要弱.     

CO吸附于PtRu合金(100)面上的DFT理论研究

采用DFT方法对CO吸附在PtRu(100)表面的吸附行为进行系统性的研究,分析了键参数及电子结构．结果表明Ru的加入确实能削弱CO在合金上的吸附并且活化CO分子．当Ru的含量达50％时,PtRu催化剂抗CO中毒能力最强．另外CO分子在合金表面的吸附还和其吸附位及表面原子排布有关,CO吸附在Pt上较吸附于Ru上更强,吸附位周围分布Ru较分布Pt更促进CO分子的活化．     

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.     

Au 钝化Si(100)表面的电子特性

近年来 ,在半导体衬底 (如 Si,Ga As)上生长磁性薄膜 ,在基础研究及应用领域引起人们的极大兴趣 .然而 ,由于半导体元素 (如 As,Ga,Si等 )与磁性薄膜层的相互扩散 ,很难得到高质量的薄膜 .在 Si( 1 0 0 )表面吸附 Fe时 ,有 Si扩散到 Fe层生成硅化物 (如 Fe Si,Fe3 Si,α- Fe Si2 ,3 等 ) ,这一现象严重影响了薄膜的磁性 .为了解决这一问题 ,近年来 ,人们开始利用半导体表面钝化技术来阻止这一扩散过程 .就 Si( 1 0 0 )表面而言 ,目前在实验上提出用 S,Se和 B钝化 ,但这些方法导致表面变得粗糙 ,而且不能清楚地反映阻止硅化物形成的…     

Mn在Si(100)表面化学吸附电子结构的研究

用TB－LMTO方法研究单层Mn原子在理想的Si(100)表面的化学吸附，计算了Mn原子在不同位置的吸附能。结果表明，Mn原在C位（四重位）吸附量稳定，在Mn/Si(100)界面存在Mn,Si混合层。同时对电子转移情况和层投影态密度进行了研究。     

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...     

卤素原子在Ni(100)面上的相互作用

本文用只考虑最近邻相互作用的紧束缚模型研究了卤素吸附原子在Ni(100)面上的相互作用能。利用相互作用能随吸附原子相对位置的变化,解释了吸附的二维层结构。讨论杂质的影响,发现杂质的存在有时可以改变吸附层结构。另外发现:相互作用能随耦合强度的减小呈振荡衰减趋势。     

对氯苯酚在活性炭上的吸附与脱附工艺

研究了水溶液中活性炭对对氯苯酚稀溶液的吸附性能，测定了不同温度下的吸附平衡等温线，并从间歇过程和固定床连续过程探讨了对氯酚在活性炭上的脱附工艺     

氯在Cu(100)面上的吸附及其对氧共吸附的影响的电子能谱研究

利用UPS、XPS、AES、△φ和热脱附等方法,研究了室温、低分压下氯在Cu(100)面上的吸附行为以及它对氧共吸附的影响。氯解离化学吸附在铜表面上,其吸附过程包括初始快速吸附,然后缓慢增加至饱和两个步骤。吸附引起铜表面轻微氧化,但表面没有重排,即使升温氯原子也没有进一步向下扩散,热脱附的唯一产物是氯原子。室温下,氯的预吸附降低甚至完全阻止了氧的接续吸附;而预吸附氧至饱和也不会阻碍氯的接续吸附,氯的接续吸附促使氧原子进入体相和铜原子向表层扩散。     

0.5ML氢化Si(100)表面结构的理论研究

采用经验紧束缚近似(empiricaltight binding)方法模拟了Si(100)表面0.5ML(monolayer)氢化结构.通过对各种可能的0.5ML氢化Si(100)表面模型的能量的计算,得到了能量结构最为稳定的表面拓扑构造,并确定了其键长、键角、不对称性等参数,还证实了实验上在Si(100)-p(2×2)基底上亦可形成c(4×4)-H稳定结构的结论.     

硅表面双聚体空位附近原子沉积的理论研究

采用经验紧束缚近似方法模拟重构硅(100)表面单个双聚体空位(SDV)附近的单个硅原子的沉积行为，根据绘制的SDV附近附加能量差异的三维及投影图，确定了沉积束缚点和一些鞍点，并研究其可能的扩散路径。     

MIL-100(Fe)对柠檬醛的储香及乙醇对柠檬醛协同脱附的影响

本文系统研究了MIL-100(Fe)对柠檬醛的储香性能及乙醇对柠檬醛协同脱附的影响,结果发现在30℃下柠檬醛单组分以及柠檬醛/乙醇双组分体系在MIL-100(Fe)的吸附量最高分别为4.22、3.66 mmol/g,而且随着柠檬醛在MIL-100(Fe)上吸附量的增加,柠檬醛与MIL-100(Fe)的吸附开始从强吸附位...     

正己烷在CaCO3(100)面吸附的第一性原理研究

致密油在储层多孔介质中的吸附研究多以定量的实验研究为主,定性的机理研究较少。以正己烷为对象,从原子分子层面定性研究其在碳酸钙表面的吸附能力,为解释致密油在储层岩石基质上的吸附性提供了有力依据。采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了C_6H_(14)分子在CaCO_3(100)面的吸附能,对比分析了吸附前后的物理结构和电子态密度。结果表明:C_6H_(14)分子在B11位吸附最稳定,吸附能为-0.782 4 eV,吸附后键长键角变化率均小于1%,是一种弱化学吸附。不同吸附位的能量差值很小,仅为0.017 8 e V,C_6H_(14)分子容易在CaCO_3表面发生稳定流动。吸附后,C_6H_(14)分子的电子态密度向低能量区域整体偏移约3.1 e V,而CaCO_3(100)面的电子态密度曲线基本重合,吸附作用对C_6H_(14)分子的电子结构影响显著,对CaCO_3(100)面电子结构影响甚微。     

酸刻蚀处理对Si(100)和Si(111)上制备CVD金刚石膜的影响

对Si(100)和Si(111)采用相同的酸刻蚀工艺,采用热丝化学气相沉积法(HFCVD)制备金刚石膜.用扫描电子显微镜、X线衍射仪和X线应力测试仪对样品的形貌、织构及残余应力进行检测、分析.研究结果表明:沉积3 h后,Si(100)和Si(111)基体上均生长出晶形比较完整,呈柱状晶方式生长的金刚石薄膜;此外,Si(100)金刚石膜表面分布着大量的微孔,通过调整沉积工艺可控制微孔的数量和尺寸,而Si(111)金刚石膜表面无微孔出现;2种基体所得薄膜都存在(111)织构,后者Si(111)还有一定的(110)织构;2种基体经酸刻蚀之后制得薄膜均无鼓泡剥离现象,二者的残余应力相差不大.     

打开物质微观世界大门的金钥匙--薛定谔方程

介绍了薛定谔方程的表述形式,分析了不同体系的薛定谔方程的建立方法,并介绍了求解复杂体系的薛定谔方程的近似模型和方法.针对求解薛定谔方程的Hartree-Fock近似自洽场模型,借助Gaussian98W量子化学计算软件,以H2O和C2H4分子的量子化学从头算为实例,分析了薛定谔方程在揭示物质微观世界的实际应用价值,从而有助于更好地认识薛定谔方程的重要意义.     

Behavior and mechanism of the adsorption/desorption of tectonically deformed coals

The physical and chemical texture of tectonically deformed coals produced by various formational mechanisms are different from those of primary coals, thus resulting in major differences among the physical properties of the reservoirs of these coals. We have studied the adsorption/desorption behavior of tectonically deformed coals by the use of isothermal adsorption/desorption experiments under equilibrium moisture condition. Experiments of isothermal adsorption/desorption of methane or multi-component gases have indicated that, the adsorption curves of coals with a low degree of tectonic deformation conform to the type of isothermal adsorption curve described by the Langmuir equation; the methane adsorption curves of coals with strong tectonic deformation cannot be described by the Langmuir equation. The adsorption/desorption process of methane and multi-component gases in the deformed coals is not consistent with primary coals, which form an effect of hysteresis in different kinds of tectonically deformed coals. With the change of pore structure of tectonically deformed coals at reservoir condition, the added adsorbed CH₄ in the experiments is desorbed on the pore surface of coals during the pressure reduction process. Thus, the result shows that the adsorption volume in the process of desorbing is greater than that in adsorbing. Because of the deformation, structural change, and transformation of the adsorption potential field of coals, it is essential to form a new kind of isothermal adsorption curve and the hysteresis effect of the desorption process. Supported by National Basic Research Program of China (Grant Nos. 2006CB202201 and 2009CB219601) and National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 40772135, 40642013 and 40172058)     

页岩气吸附与解吸附机理研究进展

页岩气渗流机理研究中,纳米孔隙中的渗流和多尺度储渗空间中气体传质的研究条件还都不成熟,唯吸附与解吸附的研究仅通过宏观实验就可进行。目前国内页岩气的研究热点也主要在与工艺密切相关的领域,对页岩气渗流的起点或基础——吸附和解吸附关注相对较少。对页岩气对吸附与解吸附机理国内外研究现状就行分析,并提出一系列值得深入研究的问题或方向。页岩气的主体赋存状态存有争议,对固溶态的甲烷的研究还很少;页岩气含气量测试中解吸法和等温吸附实验及其数学解释模型可靠程度有待提高;甲烷在超临界状态下的吸附规律研究较少,相关吸附模型对此鲜有涉及;单一矿物和有机质的吸附特性关注较少,多组分气体中各气体间竞吸机理还未有详细研究。