Si(111)7×7表面孤立C_(60)分子的吸附取向及局域电子态研究

利用低温扫描隧道显微镜对Si(111) 7× 7表面的孤立C60 分子成像 ,结合局域密度泛函方法计算 ,确定了C60 在不同吸附位置的分子取向 .同时进行的扫描隧道谱揭示了C60 吸附后的局域电子态 .     

Si(111)7×7结构模型的稳定性研究

本文基于有相互作用的结构件的概念,对Si(111)7×7结构模型的稳定性进行研究。利用紧束缚法,计算了各种结构件的形成能及其相互作用能。由这些结构件可灵活地构成各种大单胞的表面结构并对其进行总能计算,而避免了大工作量的计算。对Si(111)5×5和7×7DAS模型,我们得到其表面能分别为-0.467eV和-0.477eV,与Qian和Chadi的结果很接近。并指出,Harrison提出的7×7吸附原子模型和Binnig等人提出的7×7吸附原子-空位模型都是不稳定的。     

激光应用 其他应用

TN249 2005031798 激光对吸附在Si(111)7×7和Si(100)2×1表面上的C60 的不同作用=Different effects of laser on C60 adsorbed on the Si(111)7×7 andSi(100)2×1 surfaces[刊,中]／赵风周 (中国科学技术大学结构分析中心,合肥微尺度物质科学 国家实验室．安徽,合肥(230026)),崔雪峰…∥电子显微 学报．-2005,24(1)．-6-10 利用超高真空扫描隧道显微镜(UHV STM),在室温 下研究沉积了约0．005的C60分子的Si(111)7×7和Si (100)2×1再构表面在波长为266nm的激光束轰击前后     

在Si（111）—（7×7）表面自组织生长二维Ge团簇超晶格

利用超高真空扫描隧道显微镜研究了室温条件下亚单层Ge在Si(111)-(7×7)表面上的自组织生长.通过控制Ge的沉积量,在Si(111)-(7×7)表面上自组织生长成一种具有六重对称性的二维Ge团簇超晶格.构成超晶格的Ge团簇均位于(7×7)亚单胞的位置上,而且它们的形状和大小基本保持一致.文中对这种自组织结构的形成机理进行了讨论.     

在Si(111)-(7×7)表面自组织生长二维Ge团簇超晶格

利用超高真空扫描隧道显微镜研究了室温条件下亚单层Ge在Si(111)(7×7)表面上的自组织生长.通过控制Ge的沉积量,在Si(111)(7×7)表面上自组织生长成一种具有六重对称性的二维Ge团簇超晶格.构成超晶格的Ge团簇均位于(7×7)亚单胞的位置上,而且它们的形状和大小基本保持一致.文中对这种自组织结构的形成机理进行了讨论     

Na在Si(111)表面(3×1)有序吸附结构的光电子能谱研究

分析了Si(111)7×7表面上Na(3×1)有序吸附的同步辐射光电子能谱的变化,并与Paggel等的扫描隧道显微镜和光电子能谱比较,得出Na吸附在类余留原子(rest atom)的位置,支持Mnch的模型,与室温下无序吸附Na的光电子能谱相比较,得出Na-Si界面肖特基势垒形成是由Na与Si原子之间的相互作用决定,与表面构形是否有序关系不大,势垒高度与MIGS理论预计值相符。     

超高真空原子尺度Aux/Si(111)-(7×7)表面吸附的电荷分布测量

原子尺度表面吸附Au原子的物理化学性质对研究纳米器件的制备以及表面催化等起着非常重要的作用.利用调频开尔文探针力显微镜研究了室温下Au在Si(111)-(7×7)表面吸附的电荷分布的特性.首先,利用自制超高真空开尔文探针力显微镜成功得到了原子尺度Au在Si(111)-(7×7)不同吸附位的表面形貌与局域接触电势差(LCPD);其次,通过原子间力谱与电势差分析了Au/Si(111)-(7×7)特定原子位置的原子特性,实现了原子识别;并通过结合差分电荷密度计算解释了Au/Si(111)-(7×7)表面间电荷转移与Au的吸附特性.结果显示,Au原子吸附有单原子和团簇形式.其中,Au团簇以6个原子为一组呈六边形结构吸附于Si(111)-(7×7)的层错半单胞内的3个中心原子位;单个Au原子吸附于非层错半单胞的中心顶戴原子位;同时通过电势差测量得知单个Au原子和Au团簇失去电子呈正电特性.表面差分电荷密度结果显示金在吸附过程中发生电荷转移,失去部分电荷,使得吸附原子位置上的功函数局部减少.在短程力、局域接触势能差和差分电荷密度发生变化的距离范围内,获得了理论和实验之间的合理一致性.     

表面偶极子对扫描电子显微镜共振电子注入的影响

用共振电子注入法和第一性原理计算研究了硒(Se)单原子在Si(111)-7×7表面的吸附. 理论结果表明由于不同的电负性,表面Si原子会向吸附的Se原子发生电子转移,从而导致一个0.61 eV的表面偶极子形成. 该表面偶极子改变了Si表面的有效隧道能垒同时导致在样品和扫描电子显微镜针尖之间真空间隙中共振态能级的移动. 并且0.61 eV的表面偶极子会引起共振电子注入偏压向高电位移动0.45 V.     

STM针尖和外电场在Si(111)-7×7表面单原子操纵中的作用

利用第一性原理的离散变分局域密度泛函方法,采用团簇模型（Si₃₄H₃₆-W₁₁)来模拟STM操纵Si(111)-7×7表面顶角吸附原子的过程．通过分析在进行原子操纵过程中体系的能量与电子云密度分布来研究针尖和外电场的作用．结果表明,当针尖与样品间距离较近时,利用两者间有较强的相互作用,能有效地降低脱出能的能垒高度．外电场对体系脱出能的影响与其大小及极性有关,当样品上所加正偏压增强时,脱出能曲线高度单调下降,而外电场极性为负时,反而稍有增高．仅考虑针尖和样品之间的静态电子相互作用及静电场的作用,尚不能使被操纵原子脱离样品表面．最后讨论了在Si(111)-7×7表面上进行原子操纵的其他机理.     

First-principles Study of Geometric and Electronic Structures of Si(111)-√7×√3-In Surface Reconstruction

为了确定Si(111)-√7×√3-In表面的结构以及理解其电子性质,构建了六角型和矩形型的六种模型,并进行了第一性原理计算．通过模拟这些模型的扫描隧道显微镜图像,计算了功函数,并和实验结果进行了比较．发现hex-H3'模型和rect-T1模型分别为实验中的六角型和矩形型结构．同时还讨论了In覆盖度在1.0单层附近时In/Si(111)表面结构的演化机制．认为4×1相和√7×√3相具有两种不同的演化机制,和实验结果一致     

Ge在Si(111)7×7表面的选择性吸附

利用超高真空扫描隧道显微镜研究了室温条件下Ge在Si(111)7×7表面上初期吸附过程.在Ge所形成团簇中存在一个临界核.这些Ge团簇的吸附中心总是在三个增原子所围成的区域中.它们的电子结构具有类似半导体的性质,即其局域态密度在远离费米面的能级处很大,而在费米面附近的能级处非常小. 关键词： 扫描隧道显微镜 Si(111)7×7表面 Ge团簇     

不同覆盖度下丙硫醇在Au(111)面吸附的理论研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了丙烷硫醇 (C₃H₇SH)在Au(111)面五种覆盖度(1/16, 2/16, 3/16, 4/16, 1/3) 下的未解离和解离吸附的结构、能量和吸附性质. 发现丙烷硫醇的倾斜角和吸附能均受覆盖度影响, 计算结果显示丙烷硫醇的倾斜角随着覆盖度的增大减小了6°–10°, 吸附能随覆盖度的增大减小了0.21 eV. 特别针对饱和覆盖度, 研究了三种可能的表面结构: (2√3×2√3 ight)R30°, 2√3×3和(3×3). 发现S–H键未解离时三种表面结构的吸附构型和吸附能基本一致; S–H键解离后, (2√3×2√3 ight)R30°和2√3×3结构的吸附能比以(3×3)结构的吸附能约高0.05–0.07 eV, 说明C₃H₇S在Au(111)面吸附时, 倾向于形成(2√3×2√3 ight)R30°和2√3×3结构. 此外, 采用DFT-D2方法对饱和覆盖度下C₃H₇SH分子在Au(111)面的吸附进行了范德华修正, 结果显示分子间相互作用使吸附物和Au表面的距离减小, 该相互作用对吸附能的修正值为0.53 eV, 修正后结果与实验结果接近. 关键词： 第一性原理 覆盖度 表面结构 范德华力     

C20与Si(100)-(2×1)重构表面相互作用的计算机模拟研究

用分子动力学的方法模拟研究了低能C20与Si(100)-(2×1)重构表面的相互作用过程.将描述C、Si结构的Tersoff势和描述原子间短程排斥的KrC势相结合,建立了一个混合势作为原子间的相互作用模型.荷能C20垂直轰击到Si(100)-(2×1)表面后,由于在<110>方向受到非对称力场的作用而产生横向的集体运动,改变的入射能量导致C20与Si(100)-(2×1)表面最接近的垂直距离不同,从而受到不同的横向力场的作用而产生不同的表面运动特性.C20能量耗尽后稳定吸附在Si(100)-(2×1)表面,且只有两个稳定吸附位置,即二聚体(dimer)和"峡谷"(trough)位,这两个吸附位置的存在可用C20与Si(100)-(2×1)表面之间非对称的表面力场分布来定性解释.最终C20与Si(100)-(2×1)表面有强烈的化学键形成.模拟结果与STM的实验观察结果进行了比较.     

Si(111)-(7×7)表面上Ge量子点的自组织生长

用扫描隧道显微镜研究了Si(111)(7×7)表面上Ge量子点的自组织生长.室温下用固相外延法在硅基底上沉积亚单层的Ge,然后在适当的温度下退火可以聚集形成有序的Ge量子点.由于Ge在Si(111)(7×7)表面选择性的吸附而形成有序的Ge量子点. 关键词： 锗 硅 扫描隧道显微镜 自组织生长     

Si(111)表面吸附氢会形成双氢化相吗?

用热脱附谱研究了原子氢在Si(111)表面的吸附,得到了两个吸附状态。从脱附谱特性同Si(100)/H系统的相似性,可以推测氢在Si(111)表面也存在单氢化相和双氢化相两种状态。单氢化相主要是顶位吸附所形成的,而双氢化相的形成则可以用McRae所提出的Si(111)(7×7)表面原子结构的三角形二聚物层错模型来解释。 关键词：     

Si(100)2×1表面上Li原子之间的相互作用与表面结构相变

本文用原子交迭和电子离域-分子轨道方法和原子集团模型,计算了Li原子在Si(100)2×1表面上的吸附能和吸附Li原子之间的相互作用,提出了一种在Li原子的覆盖度将接近于一个单原子层时,随着覆盖度的进一步增加,表面结构连续地从Si(100)-Li(2×1)转变成Si(100)-Li(1×1)的结构相变模型。     

用低能电子衍射计算Ni(001)Ni(110)和Ni(111)表面化学吸附硫的表面原子层间距

在本文里,我们用一维的能带理论计算了Ni(001)、Ni(110)和Ni(111)表面化学吸附硫的表面原子层间距d_s。我们发现,当Ni(001)C(2×2)-S、Ni(110)C(2×2)-S和Ni(111)P×(2×2)-S表面的d_s分别等于1.291±0.01(?),0.929±0.01(?)和1.390±0.01(?)时。显示出,理论计算的LEED谱与实验非常一致.     

用低能电子衍射研究Si(111)7×7表面的原子结构

本文提出了一个由低能电子衍射能带理论计算所确定的Si(111)7×7表面的不等边三角形聚合与添加原子模型。发现:第一层空间距d_k=0.95±0.02?(膨胀21.3%±0.02?),第二层空间距d_l=0.83±0.02?(膨胀5.9%±0.02?),第三层空间距d_l=0.69±0.05?(收缩10.9%±0.08?)和第四层空间距d_b=2.38±0.08?(膨胀3.8%±0.08?)。     

用低能电子衍射研究氢在Si(100)表面吸附引起的相变

描述了用低能电子衍射(LEED)研究不同温度下在Si(100)-c(8×8)表面吸氢引起的一系列相变过程。实验发现:在液氮温度下,在Si(100)-c(8×8)表面连续吸氢将引起表面经Si(100)-(4×1)-H向(2×1)-H最终向(1×1)-H转变;而在从700℃到室温间的不同温度下饱和吸氢,实验中观察到:Si(100)-c(8×8)表面将先转变至Si(100)-c(4×4)-H,然后至(2×1)-最终至(1×1)-H。     

Mo(CO)6在清洁的和氧化的Si(111)表面上吸附的对比

采用高分辨电子能量损失谱对比研究Mo(CO)₆在清洁的、预吸附氧的和深度氧化的Si(111)表面上的吸附行为. 吸附Mo(CO)₆的C-O伸缩振动模式向低频方向移动,说明Mo(CO)₆与清洁Si(111)和SiO₂/Si(111)表面发生了不同的相互作用,前者较弱而后者较强. 与SiO₂/Si(111)表面的强相互作用可能引起Mo(CO)₆部分解离,形成部分分解的羰基钼物种.