多孔硅表面Si-OH结构的研究

建立了2×1的表面为Si-OH结构的多孔硅(Porous Silicon,PS)模型,在周期性边界条件下的K空间中,采用基于密度泛函理论广义梯度近似的平面波超软赝势方法,对Si-OH结构进行几何结构与电子结构的计算研究.通过分析优化后稳定的Si-OH结构,从理论上证实多孔硅的结构是完全不规则的,表面结构中两类Si-O键长值分别介于0.161-0.163 nm之间和0.168-0.170 nm之间,两类O-H键长值分别为0.097 nm和0.098-0.100 nm,角∠Si-O-H的值主要分布在109.0°-116.3°之间,角∠O-Si-O的值主要分布在96.2°-98.5°之间;最后通过电子局域函数ELF图分析了表面成键与表面电子分布特性.     

多孔硅分形的初步研究

用扫描隧道显微表征了多征硅的表面结构，发现它的Ｈａｕｓｄｏｒｆｆ维数Ｄ的值为１．８８，与逾渗模型的值相等。     

多孔硅特性研究

采用连续变化的单色光作为激光光源，进行了多孔硅的退火研究，测量了多孔硅的光致发光谱，结果表明，其发光机理一是由量子限制效应所决定；另一种由Ｓｉ－Ｈ键所决定。     

多孔硅表面光学敏感性研究

由于多孔硅具有大表面积,所以常呈现出非常灵敏的表面特性。作者以多孔硅为载体,吸附各种染料分子,如２,２‘－菁染料发子及其聚集体,首次观察到吸附分子的荧光增强效应和能量转移过程,文中对其机理进行了讨论。     

Si（313）表面电子结构特性的理论研究

利用形式散射理论的格林函数方法及紧束缚最近邻近拟下的sp^3s模型，首次计算了半导体Si的（313）高指数表面的表面电子结构。采用层轨道表象及表面投影技术，给出了（313）表面在二维布里渊区高对称点的波矢可分辨的电子态密度和表面投影能带结构。计算结果表明：（313）表面在－10eV到＋2eV的能区内存在6个主要的表面态。在此基础上讨论了各表面态的色散特性、轨道特性和局域特性等。     

多孔硅形成的实验研究与理论分析

本文在很宽的导电范围内对多孔硅（ＰＳ）的形成与性质作了系统研究提供了四种不同掺杂的ＳｉＨＦ腐蚀系统的电流一电压特性。对实验结果进行了理论分析。     

Mg掺杂硅团簇MgSin(n=1~10)的结构和电子性质研究

运用杂化密度泛函B3LYP理论方法,在6-311+G(d,p)基组水平上对MgSin(n=1~10)多种低能异构体进行优化,获得了各个尺寸下团簇的最低能量结构,并研究MgSin(n=1~10)的结构特点和电子性质.结果表明单个镁原子掺杂硅可得到稳定的二元掺杂团簇.     

多孔硅整流特性研究

从多孔硅的最基本的器件结构——金属/多孔硅/硅入手,研究这种结构的电学性质：整流特性,对进一步理解和提高多孔硅的电致发光和多孔硅在其它一些电学方面的应用有着积极的意义。用电化学腐蚀法制得多孔硅,对多孔硅电化学氧化和氮气气氛下退火,研究这两种后处理方式对多孔硅整流特性的影响。多孔硅经高浓度硫酸电化学氧化后,整流特性消失;多孔硅经氮气气氛下退火后,整流特性增强;分析了相应的机理。     

N2O在Pt(111)表面的吸附结构

基于密度泛函理论和周期平板模型,通过Nt-T,Nt-T-O-T,Nt-B-O-T,Nt-B-Nc-T和Nt-T-Nc-T五种吸附结构研究了N2O分子在Pt(111)表面的吸附,发现Nt-T位是最稳定的吸附位,且吸附主要是通过末端Nt原子与表面作用.从吸附结构分析了N2O分子在Pt表面可能的解离过程.     

电场对表面结构的影响

用局域密度泛函理论研究了电场对表面结构的影响。计算采用了从头计算赝势和平面波加局轨道混合基的第一性原理方法,并用在真空层中插入平行所研究表面均匀电荷层的方法来模拟外电场,解释了长期以来没有解释清楚的Ｗ（００１）ｃ（２×２）场离子显微镜实验,得出了电场对表面结构影响的规律。     

二氧化锡／多孔硅／硅的吸附特性

研究了二氧化锡／多孔硅／硅（ＳｎＯ＿２／ＰＳ／Ｓｉ）的光伏谱和吸附性质，由分析光伏谱得出在ＳｎＯ＿２／ＰＳ／Ｓｉ之间存在着二个异质结：一个是ＳｎＯ＿２／ＰＳ异质结；另一个是ＰＳ／Ｓｉ异质结，当样品吸附ＣＯ气体后，光电压明显减少，实验结果表明，利用光电压的变化可以检测ＣＯ等有害气体．本文对新气体敏感材料ＳｎＯ＿２／ＰＳ／Ｓｉ的有关气体吸附机制进行了讨论．     

HNO3处理多孔硅高效发光的研究

在实验室条件下对P型单晶硅片进行阳极电化学腐蚀制成多孔硅（Porous Silicon）样片。同时用适当配比的HNO3对多孔硅进行处理。比较了HNO3作用前后样片的光致发光（PL）谱,结果发现用HNO3处理的多孔硅的发光效率有显著提高。用XPS和SEM对样片测试的结果表明：酸处理后样片表面形成Si-O结构,其表面平均孔径增大,而且分布更均匀。     

多孔硅／硅带隙参数的研究

测量了不同电腐蚀条件下制备的多孔硅／硅光伏谱，推导了带隙参数的计算公式．表面光伏谱测量计算值与光致发光的实验结果基本一致．     

多孔硅微结构及其稳定性研究

应用低温氮吸附法测量了多孔硅（ＰＳ）样品的比表面积、孔容及孔径分布等微结构参数，总结出这些微结构参数随环境条件及工艺参数的变化规律．根据ＰＳ特性的测试结果，进一步论述了处理工艺对其特性的有效影响．为改善和控制多孔硅结构及拓宽应用提出了新方法．     

中等尺寸ZnSe团簇结构稳定性和电子性质研究

文章研究了中等尺寸的(ZnSe)n(n=24,28,36,48)团簇的结构稳定性和电子性质.通过手工搭建和从体材料中切割得到团簇构型,并参考了其它Ⅱ-Ⅳ族团簇的一些低能结构,使用DMol软件包进行结构优化和能量计算.研究结果表明,中等尺寸的(ZnSe)n团簇,当n=24,28和36时,笼状和管状结构的能量最低;当n=48时,纤锌矿(WZ)体材料结构的能量最低;笼状结构、管状结构具有相对较大的HOMO-LUMO能隙,而洋葱结构和WZ体材料结构的能隙相对较小.     

多孔硅电学性质的初步研究

采用电化学方法制备多孔硅材料，形成了Ａｌ／多孔硅／单晶硅的样品结构．Ⅰ－Ⅴ特性测量表明这一结构呈现出良好的整流特性，并观察了Ⅰ－Ⅴ特性随温度变化的关系．在多孔硅层（ＰＳＬ）电导率σｓ和深能级瞬态谱（ＤＬＴＳ）的测量中发现：多孔硅的禁带中可能存在大量的缺陷态，它们将显著影响多孔硅的电学特性．     

V掺杂AlN的电子结构和铁磁性质研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法,对V掺杂AlN的电子结构和铁磁性质进行了研究.结果表明,V掺杂后,由于V 3d与N 2p轨道杂化在半导体能隙中产生自旋极化杂质带,材料表现出半金属铁磁性,其磁矩主要来自以V原子为中心的VN4四面体.另外,通过对V掺杂AlN的铁磁稳定性的研究发现,V原子之间为铁磁耦合时体系处于稳定的基态,并且有围绕N原子形成团簇的趋势,随着V原子间距离的增加,体系FM和AFM态的能量将趋于简并.     

Sin/Sin-（n=710）的结构和电子亲合能的研究

选用4种不同的密度泛函理论方法(B3LYP,BLYP,BP86,B3P86),在全电子的双ζ加极化加弥散函数基组(DZP )下,对Sin/Si-n (n=7～10)体系进行研究,获得它们的基态结构和电子亲合能.预测Si7/Si-7,Si8/Si-8,Si9/Si-9和Si10/Si-10的基态结构分别为D5h(1A′ 1)/D5h(2A″ 2),C2h(1Ag)/C3υ(2A2),Cs(1A′)/Cs(2A′)和C3υ(1A1)/C3υ(2A1).理论预测Si7,Si8,Si9和Si10的电子亲合能分别为1.90,2.59,2.07和2.20 eV,BLYP方法预测的电子亲合能最为可靠的.     

多孔硅及其应用研究

２０世纪９０年代初期人们发现的多孔硅的光致发光现象对硅被认为不可能制作可见光区光电器件的传统概念产生了巨大冲击。国际上掀起了一股多孔硅热国内也已经起步。结合作者在多孔硅方面的部分工作对多孔硅的形成机理,微观结构,发光机制和应用前景作了较详细的介绍。     

发光多孔硅的制备条件研究

用电化学方法制备了发光多孔硅,研究了电流密度,电阻率,退火条件对多孔硅发光的影响,并对发光机理做了相应的分析;发现了制备方法更为简便的镍酸镧电极取代铝电极工艺。