用低能电子衍射研究ⅢA-ⅤA和ⅡB-ⅥA化合物(110)和(100)表面的弛豫

用低能电子衍射研究了ⅢA-VA和ⅡB-ⅥA化合物(110)和(100)表面的弛豫,发现当理论计算与实验符合得很好时其结构是:保持表面上A-B键长不变,用一个旋转角ω,使B原(离)子向外移动,A原(离)子向内移动,第一表面原子层间距d_1=0.610-0.810A[对ⅢA-VA(110)],0.536—0.825A[对ⅡB-ⅥA(110)1和0.633-1.060A[对ⅡB-ⅥA(1010),第二表面原子层间距d_2=1.300-1.610A[对ⅢA-VA(100)],1.430-1.700A[对ⅡB-ⅥA(110)]和0.820-0.930A[对ⅡB-ⅥA(1010),而第三表面原子层间距d_3=1.410-2·440A[对ⅢA-VA(110)],2.020-2.250A[对ⅡB-VIA(110)]和 1.910-2.440A[对ⅡB-VIA(1010)]。对此结构,弛豫率α是:0.24±0.02[对ⅢA-VA(110)],0.25±0.02[对ⅡB-VIA(1010)]和0.33±0.03[对ⅡB-VIA(1010)]。     

用低能电子衍射研究GaAs(110)表面的弛豫

用低能电子衍射研究了GaAs(110)表面的弛豫。发现当理论与实验之间符合得最好时,得到的结构是,保持表面上As—Ga键长不变用一个27.32°±0.24°的旋转角(ω),使As原子向外移动0.10±0.02?,Ga原子向内移动0.55±0.02?,而从Ga到第二层时空间为d₂=1.45±0.01?,从第二层Ga到第三层的空间为d₃=2.01±0.01?。对此结构As的背键长l_As=2.43±0.01?(收缩0.56％),而Ga的背键长l_Ga=2.253±0.004?(收缩8.0％)。 关键词：     

Cu(111),Cu(110)和Cu(100)表面的振动弛豫

用能带理论研究了Cu(111)、Cu(110)和Cu(100)表面的振动弛豫。结果表明,第一内层间距为2.073±0.008(收缩0.53％±0.008)[对Cu(111)],1.25±0.01(收缩2.2％±0.01[对Cu(110)],1.815±0.001(膨胀0.55％±0.001)[对Cu(100)];而第二内层间距为2.15±0.01(膨胀2.2％±0.01[对Cu(111)],1.32±0.01(膨胀3.6％±0.01)[对Cu(110)],2.084±0.001(膨胀15.5％±0.001)[对Cu(100)];而第三内层间距为2.24±0.01(膨胀7.3％±0.01时Cu(111)]。     

Au(110)表面结构和氧原子吸附的第一性原理研究

用密度泛函理论(DFT)研究了金属Au(110)表面结构以及氧原子的吸附状态.计算得到Au(110)-(1×2)缺列再构表面原子的弛豫分别是-15.0%(Δd₁₂/d₀)和-1.1%(Δd₂₃/d₀),表面能为52.7 meV/²,功函数Φ=5.00 eV;Au(110)-(1×3)缺列再构表面的Δd_{1 关键词： 缺列再构Au(110)表面 STM图像 氧原子吸附}     

Cl-在α-Al2O3表面吸附的驰豫方式和溶剂化模型选择

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了模型弛豫方式和隐式溶剂化模型的使用对α-Al₂O₃(0001)表面初始结构和Cl~-在表面吸附行为的影响.结果表明,在VASPsol方法模拟的水溶液环境下,全弛豫的α-Al₂O₃(0001)模型最上侧两个原子层的层间距变化量分别为-66.0%和+7.7%,更接近于实验值的-51%、+16%. Cl~-在液相表面上有着更低的吸附能,更容易与表面发生相互作用.相对于全弛豫的方法,固定底层6层原子的方式对α-Al₂O₃(0001)的表面结构、Cl~-在表面的吸附能、吸附距离以及表面原子bader电荷的变化量均造成了一定的影响.此工作将为α-Al₂O₃(0001)表面的点蚀研究提供可参照的前期结果和部分参数设置依据.     

O2的化学吸附对2H—MoS2(0001)清洁表面和离子溅射表面电子结构的影响

利用低能N⁺(0.5keV)离子轻微轰击2H-MoS₂(0001)清洁表面,从UPS(HeⅠ,HeⅡ)得到d电子峰向E_F移动,价带顶出现明显的“肩膀”或带尾,它随轰击时间的增加而增强,同时使d_(z²)带变宽。UPS的结果表明,这种表面在室温下有明显的O₂吸附活性,O₂吸附后这个肩膀明显下降。结合XPS,AES和LEED的研究,我们认为这个“肩膀”态与次表面原子层的Mo原子的d电子的暴露和最外表面原子层s原子空位缺陷的产生有关。这些新的表面电子态与加氢脱硫(HDS)催化活性中心有密切的关系。 关键词：     

锐钛矿型TiO2(101)面原子几何及弛豫结构的第一性原理计算

采用平面波超软赝势方法计算了锐钛矿型TiO₂(101)面的表面能和表面原子弛豫结构.首先对TiO₂(101)面的6种不同的表面原子终止结构的体系总能量进行了计算,结果表明终止原子为两配位的O原子、次层为五配位的Ti原子的表面结构最为稳定.针对该表面研究了表面能和原子弛豫与模型中原子层数和真空厚度的关系,当原子层数为12层,真空厚度为0.4nm时,表面能收敛度小于0.01J/m².研究发现:表面上两配位的O原子向里移动约0.0012nm,五配 关键词： 第一性原理 2')" href="#">TiO₂ 表面结构 弛豫     

ZnTe(110)表面电子态及其弛豫对表面电子态的影响

给出了Ⅱ-Ⅵ族半导体化合物ZnTe(110)表面电子特性的理论研究.考虑最近邻的sp³s模型描述体态电子结构，使用散射理论方法，给出了理想和弛豫ZnTe(110)表面的波矢分辨的电子态密度和表面投影带结构.结果表明：弛豫的ZnTe(110)表面在带隙中没有表面态存在.在价带中的表面态及表面共振态和其他弛豫的Ⅲ-Ⅴ族及Ⅱ-Ⅵ族半导体的(110)表面具有相似的特征.与实验结果及第一性原理的自洽赝势计算结果相比，计算的结果符合得很好. 关键词：     

α-Al2O3(0001)基片表面结构与能量研究

对α-Al₂O₃(0001)晶体表层三种不同终止原子结构的计算模型， 在三维周期边界条件下 的κ空间中，采用超软赝势平面波函数描述多电子体系.应用基于密度泛函理论的局域密度 近似，计算了不同表层结构的体系能量，表明最表层终止原子为单层Al的表面结构最稳定. 对由10个原子组成的菱形原胞进行了结构优化，得到晶胞参数值(a₀＝0.48178n m)与实验 报道值误差小于1.3%.进一步计算了超晶胞(2×2)表面弛豫，弛豫后原第2层O原子层成为最 表层； 对不同表层O，Al原子最外层电子进行了布居分析，表面电子有更大的概率被定域在 O原子的周围，表面明显地表现出O原子的电子表面态. 关键词： 2O₃(0001)')" href="#">α-Al₂O₃(0001) 超软赝势 表面结构 表面态     

第一性原理研究BaTiO3(001)表面的电子结构

在密度泛函理论的基础上,采用平面波赝势方法计算了立方相BaTiO₃(001)表面的电子结构.结构优化表明最表层原子都向体内弛豫,且金属原子弛豫幅度最大,同时各层层间距变化呈交错分布.对两种表面结构的总能计算发现TiO₂表面稳定性比BaO表面弱,一方面是由于TiO₂表面结构中存在O-2p表面态,使价带和导带中电子态向高能区域偏移.另一方面,TO₂表面附近Ti—O共价键存在强弱差异,有利于发生表面吸附.而在BaO表面结构中,最表层BaO的存在消除了这种差异,因而其表面稳定性较强. 关键词： 第一性原理 钛酸钡 电子结构 表面能     

The interaction of ultrathin films of Ni and Pd with W(110): an XPS study

The interaction of ultrathin films of Ni and Pd with W(110) has been examined using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and the effects of annealing temperature and adsorbate coverage (film thickness) are investigated. The XPS data show that the atoms in a monolayer of Pd or Ni supported on W(110) are electronically perturbed with respect to the surface atoms of Pd(100) and Ni(100). The magnitude of the electronic perturbations is larger for Pd than for Ni adatoms. Our results indicate that the difference in Pd(3d_5/2) XPS binding energies between a pseudomorphic monolayer of Pd on W(110) and the surface atoms of Pd(100) correlates with the variations observed for the desorption temperature of CO (i.e., the strength of the Pd---CO bond) on these surfaces. A similar correlation is seen for the Ni(2p_3/2) XPS binding energies of Ni/W(110) and Ni(100) and the CO desorption temperatures from the surfaces. The shifts in XPS binding energies and CO desorption temperatures can be explained in terms of: (1) variations that occur in the Ni---Ni and Pd---Pd interactions when Ni and Pd adopt the lattice parameters of W(110) in a pseudomorphic adlayer; and (2) transfer of electron density from the metal overlayer to the W(110) substrate upon adsorption. Measurements of the Pd(3d_5/2) XP binding energy of Pd/W(110) as a function of film thickness indicate that the Pd---W interaction affects the electronic properties of several layers of Pd atoms.     

δ-(Zn,Cr)S(111)表面上的Dzyaloshinsky-Moriya作用:第一性原理计算

根据密度泛函理论的第一性原理计算了具有非中心反演对称的异质结δ-(Zn,Cr)S(111)体系的原子结构和电子结构.Cr原子之间通过第一层S原子传递磁性相互作用.结合广义布洛赫条件,又进一步计算了反方向的自旋螺旋能量与波矢的色散关系E(q)与E(-q).E(q)与E(-q)能量之差反映了δ-(Zn,Cr)S(111)的S层与Cr层之间空间反演对称性破缺引起的DMI的大小.通过海森伯相互作用(HBI)模型与Dzyaloshinsky-Moriya作用(DMI)模型拟合第一性原理计算值,得到了Cr原子间各近邻的HBI参数J_1-J_4与DMI参数d-_1,d_2.在δ-(Zn,Cr)S(111)中,Cr原子间的耦合为M型反铁磁.DMI参数d_1为-0.53 meV,为顺时针手性DMI,在δ-(Zn,Cr)S(111)界面上有可能会产生斯格明子.本文计算表明,磁性和非磁性半导体界面有可能存在DMI,为理论研究和磁存储技术的进步开拓一个新的方向.     

A reversible reaction forming (---Cu---O---) strings and (Cu)6-clusters on Ag(110) shown by STM

An artificial new surface of (---Cu---O---) chains grown on Ag(110) surface was prepared by reacting a surface with Cu atoms, where the (---Cu---O---) chains grow in the [1 0] direction and are self-assembled on the Ag(110) surface in a (2 x 2)-p2mg structure. When the Cu---O/Ag(110) surface was heated in vacuum, the (---Cu---O---) chain decomposed to uniform cluster dots arranged along the [1 0] direction, where the cluster dots were composed of six Cu atoms. When the Ag(110) surface with the Cu---cluster dots was exposed to O₂, the (---Cu---O---) lines were redrawn along the [1 0] direction by reacting a s in the [1 0] direction with O₂. This is a reversible chemical reaction in one dimensional regime proved in atomic resolution.     

用低能电子衍射谱计算过渡金属吸附CO的表面结构

本文用低能电子衍射谱研究了CO分子吸附在过渡金属上的表面结构。     

原子间(锂-锂,氟-氟)位能曲线的ab initio计算

使用先进的量子化学ab initio程序MONSTERGAUSS和各种基函数组,在较大的核间距内计算了锂-锂,氟-氟原子间的位能曲线。并采用组态相互作用(CI)方法计算了基态锂分子(Li₂ ¹∑_g⁺)和基态氟分子(F₂ ¹∑_g⁺)的平衡核间距及总能量。计算结果与其它理论和实验结果进行了比较。     

Temperature-dependent surface X-ray diffraction on K/Ag(001)-(2 × 1)

Temperature-dependent surface X-ray diffraction experiments have been performed on the K/Ag(001)-(2 × 1) adsorption system. The structure is characterized by a missing-row geometry in which alternate Ag rows along [1 0] are missing. The K atoms reside within the large grooves coordinated by six Ag atoms at a distance of 3.44(5) Å, corresponding to an effective K-radius of 2.00(5) Å. Large anisotropic disorder is observed for both the K-atoms and the top-layer (“ridge”) Ag atoms. The K-atom displacements are largest in the direction along the grooves, whereas for the Ag atoms the vibrations along [110] are significantly larger. The temperature dependence of the Ag vibrations is in accordance with Debye theory for the [110] direction, but deviates from it for the [1 0] vibrations at high temperature. In contrast to the K-atoms, the out-of-plane vibrations of the top-layer Ag atoms are larger than the in-plane vibrations. The inclusion of anharmonic contributions to describe the Ag disorder significantly improves the fits. It is shown that if anharmonicity is neglected the interlayer contraction is overestimated (Δd₁₂/d₁₂ only −3.2%, instead of −12.7% if anharmonicity is neglected). Due to the anharmonicity, different definitions of the atomic position arise (mean, mode and equilibrium position), which are discussed on the basis of the results.     

Adsorption of CO on Ni-promoted TiO2(110)

The valence-band structure and the vibrational modes of CO adsorbed on nickel-promoted TiO₂(110) surfaces as a function of CO exposure have been studied by means of ultraviolet photoelectron spectroscopy (UPS) and high-resolution electron energy-loss spectroscopy (HREELS). It is found that CO exists in molecular form at room temperature on the nickel-promoted TiO₂(110) surfaces and most likely binds to the Ni atoms or nickel-affected sites rather than to the substrate atoms. At saturation coverage, CO molecules adsorb simultaneously on the 2-fold bridge sites and terminal sites on the (111)-oriented Ni islands deposited upon TiO₂(110). The occupation of the edge sites of Ni islands gives rise to an anomalously low frequency of the C---O stretching vibration. This frequency, indicative of a weakened C---O bond, suggests existence of a precursor to the dissociated state.     

m面蓝宝石上外延（110）取向立方MgZnO薄膜及其日盲紫外探测器件研究

由于在日盲紫外探测方面的应用前景,具有合适带隙的MgZnO合金半导体薄膜受到越来越多的关注。获得具有择优取向的单一相MgZnO对提升MgZnO基日盲紫外探测器性能至关重要。本文利用低压金属有机化学气相沉积（LP-MOCVD）方法在m面蓝宝石衬底上制备了一系列不同组分的Mg_xZn_1-xO薄膜。光学和结构特性测试结果表明：Zn摩尔分数达到55%的Mg_0.45Zn_0.55O薄膜依然是单一立方相,其光学带隙可以达到4.7 eV。立方岩盐结构MgZnO与m面蓝宝石衬底的外延结构关系为（110）_MgZnO‖（1010）_sapphire、[001]_MgZnO‖[1210]_sapphire和[110]_MgZnO‖[0001]_sapphire。唯一确定的面内取向有利于薄膜晶体质量的提高。基于（110）取向立方相Mg_0.45Zn_0.55O薄膜制备金属-半导体-金属（MSM）结构器件,获得了光响应峰在260 nm、光响应截止波长278 nm的日盲紫外探测器。     

金红石TiO_2中本征缺陷扩散性质的第一性原理计算

基于密度泛函理论的爬坡弹性带方法,对金红石相二氧化钛晶体中钛间隙、钛空位、氧间隙、氧空位4种本征缺陷的扩散特征进行了研究.对比4种本征缺陷在晶格内部沿不同扩散路径的过渡态势垒后发现,缺陷扩散过程呈现出明显的各向异性.其中,钛间隙和氧间隙沿[001]方向具有最小的扩散势垒路径,激活能分别为0.505 eV和0.859 eV;氧空位和钛空位的势垒最小的扩散路径分别沿[110]方向和[111]方向,激活能分别为0.735 eV和2.375 eV.