吡嗪分子在硅(100)面吸附构型的XPS和NEXAFS谱理论研究

本文利用X射线谱研究了吡嗪(C₄H₄N₂)分子共价吸附于硅(100)面的几种吸附构型的几何结构和电子结构. 利用密度泛函理论结合团簇模型,对预测的吸附结构的碳K壳层(1s)X射线光电子能谱(XPS)和近边X射线吸收精细结构(NEXAFS)谱进行了模拟. 计算结果阐明了XPS和NEXAFS谱与不同吸附构型的对应关系. 与XPS谱相比,NEXAFS谱对所研究的吡嗪/硅(100)体系的结构有明显的依赖性,可以很好地用于结构鉴定. 根据碳原子的分类,研究了在NEXAFS光谱中不同化学环境下碳原子的光谱成分.     

C2H4/Ni(100)近边X射线吸收谱的多重散射理论研究

本文用多重散射原子集团方法计算并分析了C₂H₄/Ni(100)系统的碳K边近边X射线吸收精细结构(NEXAFS)谱,确定了乙烯吸附在Ni(100)表面上的几何结构。结果表明,乙烯是吸附在垂直桥位上的,其中碳原子与表面最近的镍原子距离是1.70?,而乙烯分子平面倾斜于表面50°,同时发现,氢和镍之间的相互作用对结构的形成有很大的作用,这些结果得到了不同途径的验证。 关键词：     

苝四甲酸二酐薄膜电子结构的同步辐射共振光电子能谱研究

利用基于同步辐射的近边X射线吸收精细结构谱(NEXAFS)和共振光电子谱(RPES)研究了苝四甲酸二酐分子(PTCDA)薄膜的电子结构.碳K边NEXAFS谱中能量小于290 eV的四个峰对应于PTCDA分子不同化学环境碳原子1s电子到未占据分子轨道的共振跃迁.RPES谱中观察到共振光电子发射和共振俄歇电子发射导致的共振峰结构,以及二次谐波激发的碳1s信号.根据电子动能对入射光能量的依赖性分别对三类峰结构进行了归属.同时,发现PTCDA分子轨道共振光电子峰的强度具有光子能量依赖性.这种能量选择性共振增强效应是由于PTCDA分子轨道空间分布差异导致的.共振俄歇峰主要源于高结合能(4.1 eV)分子轨道能级电子参与的退激发过程.明确RPES实验谱图中各个峰结构的起源有助于准确利用基于RPES的芯能级空穴时钟谱技术定量估算有机分子/电极异质界面处电子从分子未占据轨道到电极导带的超快转移时间.     

苝四甲酸二酐在Au(111)表面的取向生长及电子结构研究

利用X射线光电子能谱(XPS),同步辐射紫外光电子能谱(SRUPS),近边X射线吸收精细结构(NEXAFS)以及原子力显微镜(AFM)等技术研究了苝四甲酸二酐(PTCDA)与Au(111)的界面电子结构、PTCDA分子取向及有机薄膜的表面形貌.SRUPS价带谱显示,伴随PTCDA分子的微量沉积(0·5ML),位于费米能级附近Au的表面电子态迅速消失,但却观察不到明显的界面杂化态,这说明PTCDA分子和Au(111)界面间存在弱电子传输过程,但并没有发生明显的化学反应.角分辨NEXAFS以及SRUPS结果证明PTCDA分子是平铺在衬底表面.根据Au4f7/2和C1s峰积分强度随薄膜厚度的变化以及AFM图像可知,PTCDA分子在Au(111)表面是一种典型的Stranski-Krastanov生长模式,即先层状生长,再岛状生长,并且在层状生长到岛状生长的转变过程中,存在有机分子的去润湿过程.     

掺杂硅烯吸附CO分子的第一性原理研究

硅烯具有独特的电子、光学、热学、力学以及量子特性,在电子器件、电极材料、储氢材料、催化剂和气体传感器等领域有巨大的潜在应用价值.本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,利用Materials Studio软件中的CASTEP程序包对硅烯与CO分子之间的吸附行为进行了研究.重点研究了硅烯掺杂方式、CO分子吸附构型及硅烯空位缺陷浓度对CO分子吸附的影响,研究结果表明：1)空位缺陷硅烯对CO分子的吸附能力最强;2)碳原子垂直朝向空位缺陷硅烯更有利于CO分子的吸附;3)硅烯对CO分子的吸附能力随其空位浓度的增加显著增强;4)空位硅烯向CO分子转移电荷,电荷转移量与二者的吸附作用强弱呈正相关.该研究可为硅烯基CO气体传感器的设计提供理论指导.     

小型掠入射式近边X射线吸收谱仪的设计

近边X射线吸收精细结构(NEXAFS)谱包含了吸收原子的局域结构信息,由于其适用范围广,灵敏度高,已经成为研究物质结构的重要手段之一。为了研究有机物的碳1s NEXAFS谱,本文基于气体激光等离子体X射线光源,采用具有平场特性的凹面变线距光栅作为分光元件,面阵CCD作为光谱探测器,设计了一台小型掠入射式近边X射线吸收谱仪。通过优化光栅和CCD的装配方案,得到了入射角88.6°的装配参数。利用光线追迹法分析了谱仪的分辨率,该谱仪工作波段2~5 nm,在4.4 nm处分辨率可达666。通过分析各结构参量误差对谱线半高宽的影响发现,半高宽对入射角的误差最为敏感,优化的装配方案可以实现入射角的高精度调节。利用氮气等离子体光谱测试了光谱仪的性能,结果显示分辨率达到设计指标。     

多重散射团簇理论对CO/NiO(100),NO/NiO(100)吸附系统的分析与比较

用多重散射团簇(MSC)理论对CO/NiO(100)和NO/NiO(100)吸附系统的C1s近边X射线吸收精细结构(NEXAFS)和N1sNEXAFS谱进行了详细的计算和分析.理论计算表明CO/NiO(100)是弱物理吸附,CO分子与表面的多极静电相互作用很弱,σ共振不依赖C—O键长的变化,MSC方法分析表明,CO是以C原子朝下,吸附在衬底的Ni—O键桥上,可靠性因子计算显示C原子的吸附位置距Ni原子009nm,CO分子中C原子距衬底的吸附高度为031±001nm,CO分子倾斜角不大于25°.理论计算证实     

碳硅共掺杂p型AlN的光电性能研究

在SiC衬底上生长了碳硅共掺杂p型AlN晶体,通过X射线衍射、X射线光电子能谱(XPS)、光致发光(PL)光谱、霍尔测试对碳硅共掺杂p型AlN晶体的结构、光学及电学性能进行了综合研究。通过XPS测试分析(尤其是对样品中Si 2p和C 1s的XPS谱分析)发现,样品中C替代N成为受主,而Si替代Al成为施主。样品的PL谱主要包括两个特征发射峰,分别来自于C、Si在AlN中形成的复合物V N-C N和C N-Si Al。     

电极接触构型对辛烷硫醇分子非弹性电子隧穿谱的影响

本文选取辛烷硫醇分子通过终端S原子化学吸附于一端的Au原子团簇,另一端由碳原子物理吸附于Au原子团簇形成分子结,利用从头计算方法和非弹性散射格林函数理论研究了在三种不同电极接触构型下的该分子的非弹性电子隧穿谱的影响.计算结果表明,电极接触构型对分子体系的非弹性电子隧穿谱有着明显的影响.该工作有利于确定实验中分子电子学器件的电极接触构型.     

多重散射团簇方法对吸附系统SO2/Ag(110)的理论分析

利用多重散射团簇方法(MSC)对吸附系统SO₂/Ag(110)的S原子K边X射线吸收精细结构谱(NEXAFS)作了理论分析.研究表明,覆盖度为0.5时,吸附的SO₂的S—O键长比气体状态时增长了(0.014±0.006)nm,OSO键角减小了15°±5°;SO₂分子的S原子处于芯位,但两个O原子处于不对称的位置;分子平面与(110)的夹角约为52°,同时分子平面相对衬底表面法线有一小角度的倾斜.MSC计算证实了该吸附系统存在一介于π^{关键词： X射线吸收精细结构 2/Ag(110)')" href="#">吸附系统SO₂/Ag(110) 多重散射团簇方法}     

多重散射团簇方法对吸附系统SO2/Ag(110)的理论分析

利用多重散射团簇方法 (MSC)对吸附系统SO2 /Ag(110 )的S原子K边X射线吸收精细结构谱 (NEXAFS)作了理论分析 .研究表明 ,覆盖度为 0 5时 ,吸附的SO2 的S—O键长比气体状态时增长了 (0 0 14± 0 0 0 6 )nm ,OSO键角减小了 15°± 5°;SO2 分子的S原子处于芯位 ,但两个O原子处于不对称的位置 ;分子平面与 (110 )的夹角约为5 2° ,同时分子平面相对衬底表面法线有一小角度的倾斜 .MSC计算证实了该吸附系统存在一介于π 与σ 态中间的共振结构 ,这是由SO2 与衬底相互作用而诱导的     

北京同步辐射装置软X光束线通量谱的绝对测量与计算

在北京同步辐射装置(BSRF)上用全吸收平行板充氙电离室作一级标准探测器,对硅光电二极管(AXUV—100)的效率在光子能量5—6.5keV进行了标定,建立了二级标准探测器;AXUV—100硅光电二极管在50eV-6keV有很好的线性响应,将其在硬X射线波段已标定的效率曲线外推到软X射线波段,并对BSRF3B1A和4B9B光束线在软X射线波段光子通量谱进行了初步地测量,测量结果与理论计算结果较为符合.在3B1A软X光学实验站,利用二级标准探测器对用于惯性约束聚变(ICF)的软X光探测器的灵敏度进行了标定,并取得了满意的结果.     

掺镧PbWO4闪烁晶体的缺陷研究

利用正电子湮没寿命谱(PAT)和X射线电子能谱(XPS)研究了掺镧所引起的PbWO₄ 晶体缺陷的变化.结果表明：掺镧后,PbWO₄晶体中的正电子捕获中心铅空位(V< sub>Pb)浓度增加,并进一步诱导低价氧浓度的增加.讨论了掺La的作用机制,认为掺 La将抑制晶体中的氧空位,增加铅空位浓度. 关键词： 掺镧钨酸铅晶体 正电子湮没寿命谱 X射线电子能谱 缺陷     

O2在Pt(111)面吸附与解离的原子交叠电子离域研究

用原子交叠和电子离域-分子轨道(ASED-MO)方法和原子集团模型Pt₂₁O₂研究了O₂与Pt(111)面的相互作用过程。由总能极小,发现O₂在Pt(111)面平躺吸附比垂直吸附能量更低,其中O₂平行吸附于桥位是最稳定的吸附位,而且O₂分子键长伸长到1.35?,与最近的近边X射线吸收精细结构谱(NEXAFS)实验值(1.37±0.05)?符合得很好。同时,衬底向O_{2 关键词：}     

汽车尾气颗粒物的STXM和NEXAFS研究

为了研究汽车尾气颗粒物的结构和氮的种态,使用扫描透射X射线显微成像(STXM)技术研究了桑塔纳3000和高尔汽车尾气颗粒物.STXM表明单颗粒物的粒径为500nm,颗粒物质量分布不均匀,有中间空洞.比较汽车尾气颗粒物和(NH4)2SO4和NaNO3中N的1sX射线近边吸收精细结构谱(NEXAFS),铵盐在406eV有显著的σ*吸收峰,有肩部结构;汽车尾气颗粒物和NaNO3中N的近边吸收谱在412eV和418.5eV有明显的σ吸收峰;(NH4)2SO4中N的近边吸收谱在413.5eV和421.8eV更宽的σ吸收峰.硝酸盐是汽车尾气颗粒物中的N化学种态的主要存在形式.在395—418eV能量范围内对桑塔纳3000汽车尾气颗粒物进行堆栈扫描,经过主成分分析和聚类分析,发现其表层主要为硝酸盐,内部有少量铵盐.     

二己二硫醚多层膜局域结构的近边x射线吸收精细结构研究

利用多重散射团簇(MSC)方法计算了二己二硫醚［CH₃(CH₂)₅S］₂单分子和多分子硫原子近边x射线吸收精细结构(NEXAFS)谱，给出了二己二硫醚多层膜的局域结构模型. MSC研究显示多层膜中二己二硫醚分子作平行有序排列，彼此相距0.47nm，其横截面呈规则的正方形. 利用离散变分Xα方法计算了二己二硫醚单分子和多分子的电子结构，验证了MSC的计算结果；并阐明了NEXAFS谱中各峰的物理起源. 对多层膜中分子之间的相互作用进行了讨论，发现多层膜的局域结构有分子自组装的特性. 关键词： 3(CH₂)₅S］₂多层膜')" href="#">二己二硫醚［CH₃(CH₂)₅S］₂多层膜 近边x射线吸收精细结构 多重散射团簇方法 离散变分Xα方法     

BaFeO4在干燥环境中的分解机理

为深入了解BaFeO4在干燥环境中的稳定性及分解机理,采用恒流放电、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、红外吸收光谱(IR)等测试手段研究了BaFeO4在不同处理方法后的放电性能和结构性质.恒流放电结果显示,BaFeO4的放电性能随着其放置时间的延长而不断降低;XPS结果证实BaFeO4样品在干燥环境中放置时会逐渐分解为低价态铁盐,并讨论了其可能分解机理.     

2,7-二辛基[1]苯并噻吩并[3,2-b]苯并噻吩在Cu(100)上的吸附生长以及能级结构演化

结合紫外光电子能谱(UPS),X射线光电子能谱(XPS),原子力显微镜(AFM)和掠入射X射线衍射谱(GIXRD)等实验手段,系统研究了2,7-二辛基[1]苯并噻吩并[3,2-b]苯并噻吩在Cu(100)基底上的吸附、生长过程以及界面能级结构.发现第一层的分子平躺吸附于Cu(100)上形成稳定的物理吸附.随膜厚增加,分子取向转为直立于薄膜平面,生长模式转为岛状生长模式.分子取向的变化导致膜厚大于16A的薄膜的能级结构发生变化.直立取向的分子在表面形成由内向外的电偶极层,引起真空能级下降,功函数降低;而轨道电离的各向异性使得分子从平躺到直立时UPS得到的分子最高占据轨道(HOMO)峰型发生变化,且HOMO起始边向深结合能端移动整体上随着膜厚的增加,真空能级向下弯曲,HOMO下移,电离能则先减小后增大下移的能带结构利于电子从界面向表面的迁移以及空穴从表面向界面的迁移.     

衬底温度对ZnO薄膜的结构和光学特性的影响

利用等离子体辅助分子束外延(P-MBE)设备在蓝宝石衬底上通过改变生长温度,制备了不同的ZnO样品.研究了衬底温度对ZnO的结构、光学和电学性质的影响.样品的晶体结构利用X射线衍射谱进行表征.X射线衍射谱表明,所有的ZnO样品都是(002)取向的六角纤锌矿结构.随着生长温度的升高,X射线的(002)衍射峰的半峰全宽逐渐...     

脉冲激光沉积的金属原子团簇的电子状态及生长的研究

 介绍了采用X射线光电子谱(XPS)等技术研究脉冲激光沉积在Ni、Mo、C、NaCl(100)表面的Cu、Au原子团簇的电子状态;结合Cu₂p_3/2 X射线光电子谱峰和Cu L₃M_4,5M_4,5俄歇跃迁分离了电子结合能的初态和终态贡献,得出了它们随Cu表面浓度变化的关系,并对之作出了解释。使用XPS、RBS、TEM三项技术研究了Au在NaCl(100)表面的生长过程,通过计算得出了在不同表面浓度下Au原子团簇的平均高度和表面覆盖率。