Si（111）面电子结构、表面能和功函数的第一性原理研究

本文采用基于密度泛函理论（DFT）框架下的平面波超软赝势法研究了体相Si和Si（111）面。计算得到的体相Si的晶格常数、体积模量和结合能较好地与其它文献结果吻合。在表面结构中，由于Si-3p态的影响导致键长和电荷密度的改变。键长在第一二层，二三层和三四层之间由2．338A变为2．286A，2．382A，2．352A，电荷密度由0．57946×10^3 electrons／nm^3变为0．60419×10^3，0．5143×10^3和0．55925×10^3 electrons／nm^3。计算得到的Si（111）的表面能和功函数为Si的应用提供了理论依据。     

C（膜）／S2（Si02）（纳米微粒）／C（膜）的XPS及Raman谱测试分析

X射线光电子能谱测试(XPS)分析C(膜)／Si(Si02)(纳米微粒)／C(膜)样品发现：把400℃退火后的祥品继续加热到650℃并退火1h后，样品中除原有的Si晶体外，生成了SiC晶体，同时还出现了Si02晶体，这表明一部分Si与C反应生成SiC的同时，氧气的氧化作用占主导地位，把大部分Si氧化成了Si02．对比分析在650℃和750℃退火后祥品的Raman谱发现：随着加热温度的升高，SiC与Si含量增加而SiO2含量减少．这表明：在750℃时，C原于的还原作用继400℃后再次占主导地位，又把一部分Si02还原成Si．     

Si／GaP（111）界面生长及其形成过程

研究用电子束蒸发方法把Ｓｉ淀积在ＧａＰ表面的界面生长过程。用ＸＰＳ在线测量Ｓｉ／ＧａＰ（１１１）界面形成过程中各原子芯能级的移动趋势来研究界面原子间的成键情况；借助Ｇａ３ｐ峰强随Ｓｉ覆盖厚度的变化确定Ｓｉ的生长模式。还用ＬＥＥＤ监测Ｓｉ生长时的表面结构状态。     

Si6团簇与Si（111）表面碰撞的分子动力学模拟

利用紧束缚分子动力学方法模拟研究了Si6团簇与Si(111）表面碰撞的微观过程，结果表明，Si6团簇在表面再构并吸附的能量阈值为10cV，损伤域能为60eV。通过对碰撞结果的讨论得到了改变轰击能量可以控制外延生长的结构的结论。     

Si60团簇与Si（111）面碰撞的紧束缚分子动力学模拟

利用普适的紧束缚分子动力学模拟研究在不同入射条件下Si60团簇与Si(111)面的碰撞机理，结果表明Si60分子是“非弹性分子”，入射角度对碰撞结果有重要影响，Si60分子易和Si(111)面发生化学反应，其保持结构特性吸附于Si(111)表面的能量域值在50～80eV之间．     

CH_4／Ni（111）化学吸附解离反应终态的理论研究

采用ＣＮＤＯ和ＡＳＥＤ－ＭＯ方法，选择Ｎｉ＿（１０）原子簇模拟Ｎｉ（１１１）晶面，分别对ＣＨ＿３／Ｎｉ（１１１）和Ｎ／Ｎｉ（１１１）吸附体系进行了研究，所得结论与实验基本一致。     

Al－SiO_xN_y－Si系统有效功函数差和界面特性的研究

本文采用氩离子刻蚀法，将ＳｉＯｘＮｙ膜减薄成不同厚度的样片，并制成Ａｌ－ＳｉＯｘＮｙ－Ｓｉ系统的ＭＩＳ电容器。利用平带电压随膜厚度变化的关系和最小二乘法，测定有效功函数差和Ｓｉ－ＳｉＯｘＮｙ系统的固定电荷密度。结果表明，该系统的平带电压值明显高于Ａｌ－ＳｉＯ２－Ｓｉ系统的值，原因是固定电荷密度增大、有效功函数差减小和相对介电常数增大的综合结果。有效功函数差的减小与Ｓｉ－ＳｉＯｘＮｙ界面态密度的增大有关。     

第一性原理研究碳在Ni(111)表面上的功函数及磁性

应用基于密度泛函理论广义近似梯度下的第一性原理方法计算了不同覆盖度下C吸附在Ni(111)表面的吸附能、功函数以及材料的磁性.计算结果表明,无论C原子是吸附在F位或是H位,对应相同的覆盖度,吸附能的大小基本保持一致.而且,随着C吸附覆盖度的增加,吸附能呈线性减小.同时,通过C的吸附可以诱导Ni(111)表面功函数和磁性发生变化,即材料表面功函数的变化量(ΔΦ)随着C覆盖度(θ)的增加而增大,并且材料表面层和次表面层的磁矩表现出明显减小的变化规律.     

Al—SiOxNy—Si系统有效功函数差和界面特性的研究

本文采用氩离子刻蚀法，将ＳｉＯｘＮｙ膜减薄成不同厚度的样片，并制成Ａｌ－ＳｉＯｘＮｙ－Ｓｉ系统的ＭＩＳ电容器。利用平带电压随膜厚度变化的关系和最小二乘法，测定有效功函数差和Ｓｉ－ＳｉＯｘＮｙ系统的固定电荷密度。结果表明，该系统的平带电压值明显高于Ａｌ－ＳｉＯ２－Ｓｉ系统的值，原因是固定电荷密度增大、有效功函数差减小和相对介电常数增大的综合结果。有效功函数差的减小与Ｓｉ－ＳｉＯｘＮｙ界面态密度的增大     

Rb／InP（100）界面的电子能谱研究

用光电子能谱技术（ＸＰＳ和ＵＰＳ）研究了Ｒｂ／ＩｎＰ（１００）的界面形成和电子结构．实验结果表明，当Ｒｂ淀积到ＩｎＰ（１００）表面时，它首先表现为物理吸附，形成突变界面．随Ｒｂ复盖量的增加，Ｒｂ向ＩｎＰ体内扩散，Ｒｂ－Ｉｎ之间发生置换反应．此时Ｒｂ－Ｐ形成化学健．退火后，Ｒｂ一部分脱附，一部分向体内扩散．同时，Ｉｎ和Ｐ也向外扩散．在较高的温度下，更多的Ｉｎ向外偏析．     

在Si（111）上外延生长硅化钴薄膜的SEM和XPS研究

利用质量分离低能离子束外延法,在Ｓｉ（１１１）上生长出了硅化钴薄膜,表面微结构及表面组分,化学价态的分析测试表明,此生长工艺已获得了无针孔的高品质单晶硅化钴薄膜。通过反应外延后做后退火和不做后退火样品的对比测试的结果,对这一薄膜生长的机理进行了探讨分析。     

SiO2/Ta界面反应及其对Cu扩散的影响

利用磁控溅射方法在表面有SiO2层的Si基层上溅射Ta薄膜，采用X射线光电子能谱研究了SiO2/Ta界面以及Ta5Si3标准样品，并进行计算机谱图拟合分析，实验结果表明在制备态在SiO2/Ta界面处有更稳定的化合物新相Ta5Si3和Ta2O5生成，在采用Ta作阻挡层的ULSI铜互连结构中这些反应产物可能有利于对Cu扩散的阻挡。     

O在Pt/Si上的化学吸附对Pt/Si界面能的影响

本文在一维紧束缚近似下,利用格林函数方法和复能积分技术,研究了O在Pt/Si上的化学吸附对Pt/Si界面能的影响。分别以有限d轨道链模型和半无限的sp杂化轨道链模型来描述金属Pt和衬底Si,计算了O在吸附前后Pt/Si界面能随界面耦合强度γ的变化关系。结果表明O的吸附导致Pt/Si界面能降低。     

铯钠镱和其它金属与固体氨功函数的测量和研究

测量了80K 下氨吸附在金、钽、镱的表面引起的功函数的改变.结果表明,氨的吸附会引起功函数的减小.当铯(或钠)淀积在固体氨上时,其功函数变得此铯(或钠)本身还要低.更为有趣的是经过一层接一层的交替淀积可溶于氨的金属(如铯、钠、钝),可得到最小功函数0.9(±0.1)eV.其值与金属本身和所用的衬底无关.本文对上述实验现象连行了解释,并用“大极化子理论”,估算了极化频率和耦合常数.     

6800微处理机在表面逸出功分布测量中的应用

测定样品(如阴极等)表面的逸出功的平面分布和数值分布,为表面研究提供了重要而丰富的信息。对于阴极研究,这是一个重要的研究课题。在工业摄像管光靶的位置上换放待研究的阴极样品,利用原电子枪产生的扫描电子束作为探测逸出功的探针,就构成低能电子扫描探针的测试系统。电子枪发射出固定的束流i_0。如果样品表面对枪阴极的接触电势差(V_d=(φ_c—φ_a)/e)是拒斥势的话,则束流中具有初始动     

一种简单的功函数跟踪测量系统及其应用

介绍了一种简单而又具有较高性能的功函数自动跟踪测量方法。利用低能电子枪作为阴极,样品作为阳极,组成真空二极管系统,用电子电路进行反馈控制,使样品电流恒定在拒斥场区,用X、Y记录仪跟踪监测阳极电压变化,从而获得样品功函数的变化。应用此系统于超导样品YBa_2Cu_3O_(7-x)的表面特性研究,获得了样品在Ar~+离子枪清洗后表面氧吸附的特性。     

用Mathematica语言处理金属逸出功实验数据

Mathematica语言具有良好的环境,处理数据速度好,拟合的曲线准确生动,在物理实验教学中有很好的用途,本文给出了用Mathematica语言处理金属逸出功实验数据的计算方法和程序,结果精确,效果非常好。