低能Pt原子与Pt(111)表面相互作用的分子动力学模拟

利用分子动力学模拟方法详细研究了低能Pt原子与Pt(111)表面的相互作用所导致的表面吸附原子、溅射原子、表面空位的产生及分布规律,给出了表面吸附原子产额、溅射原子产额和表面空位产额随入射Pt原子能量的变化关系.模拟结果显示:溅射产额、表面吸附原子产额和表面空位产额随入射原子的能量的增加而增加,溅射原子、表面吸附原子的分布花样呈3度旋转对称性质;当入射粒子能量高于溅射阈值时,表面吸附原子主要是基体最表面原子的贡献,入射粒子直接成为表面吸附原子的概率很小.其主要原因是:当入射粒子能量高于溅射能量阈值时,入射 关键词： 分子动力学 低能粒子 表面原子产额 空位缺陷 溅射     

低能原子沉积在Pt(111)表面的分子动力学模拟

采用嵌入原子方法的原子间相互作用势,利用分子动力学方法模拟了六种贵金属原子(Ni,Pd,Pt,Cu,Ag,Au)分别在Pt(111)表面低能沉积的动力学过程.结果表明:随着入射能量从0.1eV升高到200eV,基体表面原子是按层迁移的,沉积过程对基体表面的影响和沉积原子在基体表层的作用均存在两个转变能量(ET1≈5eV,ET2≈70eV).当入射能量低于5eV时,基体表面几乎没有吸附原子和空位形成,沉积原子在基体表层几乎没有注入产生;当入射能量在5—70eV范围内时,沉积原子在基体表层有注入产生,其注入深度小于两个原子层,即为亚注入,此时吸附原子主要由基体表层原子形成,基体表面第三层以下没有空位形成;当入射能量高于70eV时,沉积原子的注入深度大于两个原子层,将会导致表面以下第三层形成空位,并且空位产额随入射能量的升高而急剧增加.基于分子动力学模拟的结果,对低能沉积作用下的薄膜生长以及最优沉积参数的选择进行了讨论.     

Pt(111)表面低能溅射现象的分子动力学模拟

利用嵌入原子方法的原子间相互作用势，通过分子动力学模拟，详细研究了贵金属原子在Pt (111)表面的低能溅射现象.模拟结果显示：对于垂直入射情况，入射原子的质量对Pt (11 1)表面的溅射阈值影响不大.当入射原子的能量小于溅射阈值时，入射原子基本以沉积为主 ；当入射原子的能量大于溅射阈值时，溅射产额随入射原子能量的增加而线性增大；当入射 原子能量达到200 eV时，各种入射原子的溅射产额都达到或接近1，此时入射原子主要起溅 射作用.溅射原子发射的角分布概率和溅射花样与高能溅射相类似.研究表明：与基于二体碰 撞近似的线性级联溅射理论不同，当入射原子能量大于溅射阈值时，低能入射原子的溅射产 额正比于入射原子的约化能量和入射原子与基体原子的质量比.通过对低能入射原子的钉扎 能力分析，提出了支配低能溅射的入射原子反射物理机理. 关键词： 分子动力学模拟、低能溅射     

Ni原子倾斜轰击Pt(111)表面低能溅射现象的分子动力学模拟

采用嵌入原子方法的原子间相互作用势,通过分子动力学模拟详细研究了以不同角度入射的低能Ni原子与Pt (111)基体表面相互作用过程中的低能溅射行为.结果表明:随着入射角度从0°增加到80°,溅射产额Y_s和入射原子钉扎系数S的变化均可以根据入射角θ近似地分为以下三个区域:当θ ≤ 20°时,Y_s和S几乎保持不变,其值与垂直入射时接近,溅射原子的发射角分布和能量分布也与垂直入射时的情 关键词： 分子动力学模拟 入射角 低能溅射     

载能Ni原子斜入射Pt(111)表面的分子动力学模拟

采用嵌入原子方法的原子间相互作用势,利用分子动力学模拟,详细研究不同角度入射的载能Ni原子在Pt(111)基体表面的沉积过程.结果表明,随着入射角度θ从0°增加到80°,溅射产额、表面吸附原子产额、空位产额的变化情况均可按入射角度近似地分为θ≤20°,20° < θ < 60°和θ≥60°三个区域.当θ≤20°时,载能沉积对基体表面的影响与垂直入射时的情况类似,表面吸附原子的分布较为集中,入射原子容易达到基体表面第二层及以下,对基体内部晶格产生-定的影响;在20° < θ < 60°的范围内,入射原子的注入深度有所下降,对基体内部晶格的影响减小,表面吸附原子的分布较为均匀,有利于薄膜的均匀成核与层状生长;当θ≥60°时,所有入射原子均直接被基体表面反射,表面吸附原子产额、溅射产额、表面空位产额均接近0,载能沉积作用没有体现.     

低能Pt原子团簇沉积过程的分子动力学模拟

利用分子动力学模拟系统研究了低能Pt38,Pt141和Pt266原子团簇与Pt(001)表面的相互作用过程,详细分析了初始原子平均动能为0.1,1.0和10eV的原子团簇的沉积演化过程及其对基体表面形貌的影响.研究表明,初始原子平均动能是描述低能原子团簇的重要参量.当团簇的平均原子动能较低时,团簇对基体表层原子点阵损伤较小,基本属于沉积团簇;随着入射团簇的原子平均动能的增加,团簇对表层原子点阵结构的破坏能力增强,当团簇的原子平均动能增加到10eV时,团簇已经显现出注入特征.低能原子团簇对基体表面形貌的影响 关键词： 分子动力学模拟 低能原子团簇 载能沉积     

替位杂质对贵金属(111)表面稳定性影响的分子动力学研究

采用嵌入原子方法的原子间相互作用势，通过分子动力学方法研究了过渡族金属Cu，Ag，Au，Ni，Pd，Pt(111)表面的相互替位掺杂对表面稳定性的影响，计算了替位掺杂体系的表面能与表面空位形成能，探讨了影响表面稳定性的因素及其变化规律. 计算表明：替位杂质对表面能变化的影响主要是替位杂质的凝聚能和原子半径，而影响空位形成能变化的原因除凝聚能和原子半径外，合金溶解热具有重要的作用. 此外，通过替位杂质导致的体系表面能变化对合金体系的偏析行为进行了预测，理论预测与实验结果符合很好. 关键词： 替位杂质 贵金属 表面能 表面空位形成能     

Pt(110)表面自吸附原子能量和力的改进分析型嵌入原子法分析

采用改进分析型嵌入原子法计算了Pt(110)表面自吸附原子的能量和法向力.当Pt吸附原子位于Pt(110)表面第一层原子的二重对称洞位上0.11nm时最稳定.Pt吸附原子的最佳迁移路径是由一个二重对称洞位沿密排方向迁移到最近邻的另一个二重对称洞位.在吸附原子远离表面的过程中，将依次经过排斥、过渡和吸引等三个区域.在排斥区和过渡区，由于吸附原子与表面原子间强的相互作用势，吸附原子的能量和法向力的形貌图均为(110)面原子排列的复形，与对势理论和嵌入原子法得到的结果一致.在吸引区，由于多体相互作用及晶体中原子 关键词： 金属表面 自吸附 能量 力     

缺陷对Pt在Graphene上吸附影响的研究

本文利用第一原理方法计算了空位缺陷和硼（B）掺杂时对Pt在graphene上吸附的影响.结果表明：Pt在graphene上吸附的稳定位置是Pt吸附在桥位；悬挂键的存在极大的增强了Pt在graphene空位处的吸附；B替位掺杂有利于Pt原子在杂质附近的吸附.     

缺陷对Pt在Graphene上吸附影响的研究

本文利用第一原理方法计算了空位缺陷和硼（B）掺杂时对Pt在graphene上吸附的影响.结果表明：Pt在graphene上吸附的稳定位置是Pt吸附在桥位;悬挂键的存在极大的增强了Pt在graphene空位处的吸附;B替位掺杂有利于Pt原子在杂质附近的吸附.     

ADATOM, VACANCY AND SPUTTERING YIELDS OF ENERGETIC Pt ATOMS IMPACTING ON Pt(100) BY MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION

We have studied the influence of incident atoms with low energy on the Pt(100) surface by molecular dynamics simulation. The interaction potential obtained by the embedded atom method (EAM) was used in the simulation. The incident energy changes from 0.1eV to 200eV, and the target temperature ranges from 100 to 500 K. The target scales are 6×6×4 and 8×8×4 fcc cells for lower and higher incident energies, respectively. The adatom, sputtering, vacancy and backscattering yields are calculated. It was found that there is a sputtering threshold for the incident energy. When the incident energy is higher than the sputtering threshold, the sputtering yield increases with the increase of incident energy, and the sputtering shows a symmetrical pattern. We found that the adatom and vacancy yields increase as the incident energy increases. The vacancy yields are much higher than those obtained by Monte Carlo simulation. The dependence of the adatom and sputtering yields on the incident energy and the relative atomistic mechanisms are discussed.     

Reversible Vertical Manipulations of Single Pt Adatom on Pt（111） Surface with a Triple-Apex Tip

With a triple-apex tip, we investigate theoretically the vertical manipulation of single Pt adatom on the Pt（111） surface. The adatom adsorbed on the f cc site of the flat Pt（111） surface can be transferred vertically to the tip by adjusting the tip height properly. Moreover, based on the strong vertical trapping ability and the relatively weak lateral trapping ability of the tip, we propose a simple method to realize a reversible vertical manipulation of the Pt adatom from the highly coordinated sites, the kink and the step sites, of the stepped Pt（111） surface. All the vertical manipulations are completed using only the atomic force between the tip and the adatom, without the electric field.     

fcc结构过渡金属(100)表面上杂质与吸附原子的相互作用

用Allan的晶体表面模型,导出了紧束缚固体fcc(100)表面格林函数的解析表达式。用格林函数方法,讨论了fcc(100)表面上原子的化学吸附能以及替代杂质与吸附原子相互作用的一般性质。定性地预言了Ni,Pd,Pt(100)表面上过渡金属杂质对吸附H,O影响的趋势。 关键词：     

The adsorption behaviours of Pt adatom on pristine and defective bilayer graphene

The structural stability and electronic property of metal Pt atom anchors on two typical substrates (including the pristine and defective bilayer graphene, PBG and DBG) are studied using the first-principles calculations. For the PBG sheets, the Pt atom at the bridge site of bottom layer has only one stable adsorption, which is more stable than other sites of the top layer. For the DBG sheets, the doped Pt below defective site has the larger adsorption energy than that of the upper one. Compared to the isolated graphene films, the Pt(111) substrate-supported graphene systems have effect on the adsorption energies of Pt adatom to some extent, but it does not affect the most preferable configurations. Moreover, the diffusion pathways and energy barriers of Pt adatom on PBG and DBG substrates are comparatively investigated. For the DBG sheets, the Pt dopant has smaller diffusion barrier on upper layer than that of the intercalation process through the defective site. Therefore, the Pt dopant prefers to diffuse on the top layer and then forms the metal impurity. This work provides valuable information on understanding the formation process and intercalation mechanism of metal adatom on graphene sheets.