Ag(110)表面吸附酞菁铜分子的紫外光电子谱研究

用紫外光电子能谱(UPS)研究了酞菁铜分子在Ag(110)单晶表面上的吸附,随着酞菁铜分子覆盖度增加,衬底Ag的3d电子信号逐渐减弱,在此能带区域出现两个新的谱峰,这两个与吸附有机分子轨道有关的谱峰的束缚能分别为4.45 和6.36 eV.随着覆盖度的增加,在结合能为1.51和9.20 eV处又出现了两个谱峰,它们同样来自吸附有机分子的轨道.随着覆盖度的继续增加,上述四个谱峰的强度逐渐增加,其能量位置均发生了明显的偏移.根据角分辨光电子能谱的实验结果,酞菁铜分子的分子平面基本与衬底表面平行.密度泛函理论计 关键词： 酞菁铜 紫外光电子谱 吸附电子态 密度泛函理论     

一氧化碳分子在铁(110)表面上吸附的角分辨紫外光电子谱

本文报道了用角分辨紫外光电子谱对一氧化碳分子在铁(110)表面上吸附的取向进行的研究。实验结果与理论计算比较表明,在低温下(≈150K)较低覆盖度时,一氧化碳分子直立在铁表面上,分子轴线与铁表面法线的夹角不超过10度。 关键词：     

三萘基膦在Ag(110)面上沉积的紫外光电子能谱研究

利用紫外光电子能谱（UPS）对新型有机半导体三萘基膦（TNP）在金属Ag(110)表面上沉积生长及其电子性质等进行了研究.三萘基膦的价带谱峰分别位于费米能级以下38，63，93和110 eV处，其中，价带顶 (HOS)位于费米能级以下约25 eV处.清洁Ag(110)表面的功函数为43 eV.随着三萘基膦在Ag(110)表面的沉积，功函数减小到38 eV，并达到饱和.根据UPS的测量结果，给出了三萘基膦/Ag(110)界面的能带结构，且三萘基膦与衬底Ag之间呈弱相互作用行为. 关键词： 紫外光电子谱 价电子结构 功函数     

BrCl分子近域轨道的电子动量谱学研究

Bromochlorodifluoromethane(CF2BrCl),also knownasHalon1211inindustry,isamainagent widelyusedforfiresuppressionapplicationsandhas receivedconsiderableattentionbecauseofitspotential forstratosphericozonedepletion[1,2].Thedetailed informationonpropertiesofCF2BrClmoleculesuchas ionizationpotential,chemicalbondingcharacterand electrondensitydistributionofmolecularorbitals,especiallyofthefrontiermolecularorbitals,isbelieved tobeimportantforchemicalreactionandpossible molecularrecognitionaccordingt…     

Ni(111)表面C原子吸附的密度泛函研究

基于密度泛函理论的第一性原理计算,对过渡金属Ni晶体与Ni (111)表面的结构和电子性质进行了研究, 并探讨了单个C原子在过渡金属Ni (111)表面的吸附以及两个C原子在Ni(111)表面的共吸附. 能带和态密度计算表明, Ni晶体及Ni (111)表面在费米面处均存在显著的电子自旋极化. 通过比较Ni (111)表面各位点的吸附能,发现单个C原子在该表面最稳定的吸附位置为第二层Ni原子上方所在的六角密排洞位, 吸附的第二个C原子与它形成碳二聚物时最稳定吸附位为第三层Ni原子上方所在的面心立方洞位. 电荷分析表明,共吸附时从每个C原子上各有1.566e电荷转移至相邻的Ni原子, 与单个C原子吸附时C与Ni原子间的电荷转移量(1.68e)相当. 计算发现两个C原子共吸附时在六角密排洞位和面心立方洞位的磁矩分别为0.059μ_B和 0.060μ_B,其值略大于单个C原子吸附时所具有的磁矩(0.017μ_B).     

Xe原子吸附对GaAs(110)表面重构的影响

基于第一性原理的自洽场密度泛函理论(DFT)和广义梯度近似(GGA),利用缀加平面波加局域轨道(APW+lo)近似方法，建立了五层层晶超原胞模型，模拟了GaAs(110)表面结构和单个Xe原子在其表面的吸附.利用牛顿动力学方法，对GaAs(110)表面原子构形的弛豫和Xe原子在GaAs(110)表面的吸附进行了计算.从三种不同的初始构形出发，即Xe原子分别在Ga原子的顶位，As原子的顶位以及桥位，都发现Xe原子位于桥位时体系能量最低.由此，认为Xe原子在GaAs(110)表面的吸附位置在桥位，并且发现吸附Xe原子后GaAs(110)表面有趋向于理想表面的趋势，表面重构现象趋于消失，表面原子间键长有一定的恢复,这与理论预言相符合. 关键词： 密度泛函理论 表面结构 APW 表面原子吸附     

酞菁铜成膜特性的多重分形谱

运用多重分形理论,研究了酞菁铜颗粒的团聚生长成膜特性.研究表明薄膜生长是远离平衡态过程,在团聚生长中,颗粒分布有很大随机性,存在大范围的非均匀区域,这些区域具有多重分形特征.测试了酞菁铜对二氧化氮的气敏特性,结果表明通气前后,涂膜通道的频率有明显移动.     

N2H4在NiFe(111)合金表面吸附稳定性和电子结构的第一性原理研究

采用基于色散校正的密度泛函理论进行了第一性原理研究, 详细分析了肼(N₂H₄)在Ni₈Fe₈/Ni(111)合金表面稳定吸附构型的吸附稳定性和电子结构及成键性质. 通过比较发现, 肼分子以桥接方式吸附在表面的两个Fe原子上是最稳定的吸附构型, 其吸附能为-1.578 eV/N₂H₄. 同时发现, 肼分子在这一表面上吸附稳定性的趋势为: 桥位比顶位吸附更有利, 且在Fe原子上比在Ni原子上的吸附作用更强. 进一步分析了不同吸附位点上稳定吸附构型的电子结构、电荷密度转移以及电子局域化情况. 结果发现: 相同吸附位点的电子态密度图基本一致, 并且N原子的p轨道和与之相互作用的表面原子的d轨道之间存在态密度上的重叠; 吸附后电荷密度则主要从肼分子转移到表面原子之上; 在电子局域化函数切面图中也发现吸附后电子被局域到肼分子的N原子和相邻的表面原子之间. 这些电子结构的表征都充分说明肼分子与表面原子之间通过电荷转移形成了强烈的配位共价作用.     

CHx(x=2~4)在Fe(110)表面吸附的DFT研究

采用密度泛函理论与周期平板模型相结合的方法,对物种CHx(x=2~4)在Fe(110)表面的top,hcp,SB和LB位的吸附模型进行了结构优化、能量计算,得到了各物种较有利的吸附位;并对最佳吸附位进行密立根电荷和总态密度分析。结果表明：CH4在Fe(110)表面的最稳定吸附位都是SB位,吸附能别是-38.14 kJ•mol-1,CH3在Fe(110)表面的最稳定吸附位都是top位,吸附能别是-171.78 kJ•mol-1,而CH2在Fe(110)表面的最稳定吸附位hcp的吸附能是-342.43 kJ•mol-1;CH3 和CH2两物种与金属表面成键,属于化学吸附。     

CHx(x=2~4)在Fe(110)表面吸附的DFT研究

采用密度泛函理论与周期平板模型相结合的方法,对物种CHx(x=2~4)在Fe(110)表面的top,hcp,SB和LB位的吸附模型进行了结构优化、能量计算,得到了各物种较有利的吸附位;并对最佳吸附位进行密立根电荷和总态密度分析。结果表明：CH4在Fe(110)表面的最稳定吸附位都是SB位,吸附能别是-38.14 kJ•mol-1,CH3在Fe(110)表面的最稳定吸附位都是top位,吸附能别是-171.78 kJ•mol-1,而CH2在Fe(110)表面的最稳定吸附位hcp的吸附能是-342.43 kJ•mol-1;CH3 和CH2两物种与金属表面成键,属于化学吸附。     

有机半导体perylene和tetracene在Ag(110)表面上有序薄膜的结构与电子态研究

利用紫外光电子能谱(UPS)和低能电子衍射(LEED)对银(110)表面上perylene与tetracene的生长进行了研究.LEED的结果表明：一个分子单层的perylene在银(110)表面上会形成C(6×2)的有序结构；一个分子单层的tetracene，观察到的则是C(4×2)的有序结构.根据UPS的测量，与perylene分子轨道有关的4个特征峰分别位于Frimi能级以下35，48，64和85eV处，与tetracene分子轨道有关的4个特征峰的结合能分别为3．4，49，59和94eV.角分辨紫外光电子能谱(ARUPS)的测量表明，表面附近的perylene和tetracene分子平面平行于银衬底表面，tetracene分子的长轴可以确定沿［110］晶向. 关键词： 有机半导体材料 紫外光电子能谱 结构和电子结构     

酞菁铜与MoS_2(0001)范德瓦耳斯异质结研究

利用光电子能谱、原子力显微镜以及低能电子衍射等表面研究手段系统研究了真空沉积生长的酞菁铜薄膜与衬底MoS2(0001)之间的范德瓦耳斯异质结界面电子结构和几何结构.角分辨光电子能谱清楚地再现了MoS2(0001)衬底在Γ点附近的能带结构.低能电子衍射结果表明,CuPc薄膜在MoS2(0001)表面沿着衬底表面[11ˉ20],[1ˉ210]和[ˉ2110]三个晶向有序生长,反映了衬底对CuPc的影响.原子力显微镜结果表明,CuPc在MoS2衬底上遵循层状-岛状生长模式:在低生长厚度下(单层薄膜厚度约为0.3 nm),CuPc分子平面平行于MoS2表面上形成均匀连续的薄膜;在较高的沉积厚度下,CuPc沿衬底晶向形成棒状晶粒,表现出明显的各向异性.光电子能谱显示界面偶极层为0.07 eV,而且能谱在膜厚1.2 nm饱和,揭示了酞菁铜与MoS2(0001)范德瓦耳斯异质结的能级结构.     

First-principle studies on the electronic structure of Fe3O4(110) surface

The first-principle was employed to study the six possible models for the Fe₃O₄(110) surface, namely the AB-terminated surface (AB model), the AB-terminated with Fe_A vacancy (AB-Fe_A vac model), the AB-terminated with Fe_B vacancy (AB-Fe_B vac model), the B-terminated surface (B model), the B-terminated surface with Fe_B vacancy (B-Fe_B vac model) and the B-terminated surface with O vacancy (B-O vac model). The stability, the electronic structure and the magnetic properties of the six surface models were also calculated. The results predict that the B-O vac model is more stable than other types of surface models. The half-metallic property remain in the AB and B models, while the other four surface models exhibit metallic properties. At the same time, the AB, AB-Fe_A vac, AB-Fe_B vac, B and the B-Fe_B vac models have ferrimagnetic properties, while the B-O vac model has antiferromagnetic property.      

Structural, electronic and magnetic properties of the Mnben Ni(110) c(2×2) surface alloy

Using first-principles total energy method, we study the structural, the electronic and the magnetic properties of the MnNi(110) c(2×2) surface alloy. Paramagnetic, ferromagnetic, and antiferromagnetic surfaces in the top layer and the second layer are considered. It turns out that the substitutional alloy in the outermost layer with ferromagnetic surface is the most stable in all cases. The buckling of the Mn–Ni(110) c(2×2) surface alloy in the top layer is as large as 0.26á(1á=0.1 n13) and the weak rippling is 0.038 AA in the third layer, in excellent agreement with experimental results. It is proved that the magnetism of Mn can stabilize this surface alloy. Electronic structures show a large magnetic splitting for the Mn atom, which is slightly higher than that of Mn–Ni(100) c(2×2) surface alloy (3.41 eV) due to the higher magnetic moment. A large magnetic moment for the Mn atom is predicted to be 3.81 μ_B. We suggest the ferromagnetic order of the Mn moments and the ferromagnetic coupling to the Ni substrate, which confirms the experimental results. The magnetism of Mn is identified as the driving force of the large buckling and the work-function change. The comparison with the other magnetic surface alloys is also presented and some trends are predicted.     

Determination of the surface states from the ultrafast electronic states in a thermoelectric material

We reveal the electronic structure in Yb Cd₂Sb₂,a thermoelectric material,by angle-resolved photoemission spectroscopy(ARPES)and time-resolved ARPES(tr ARPES).Specifically,three bulk bands at the vicinity of the Fermi level are evidenced near the Brillouin zone center,consistent with the density functional theory(DFT)calculation.It is interesting that the spin-unpolarized bulk bands respond unexpectedly to right-and left-handed circularly polarized probe.In addition,a hole band of surface states,which is not sensitive to the polarization of the probe beam and is not expected from the DFT calculation,is identified.We find that the non-equilibrium quasiparticle recovery rate is much smaller in the surface states than that of the bulk states.Our results demonstrate that the surface states can be distinguished from the bulk ones from a view of time scale in the nonequilibrium physics.     

C80H80几何结构和电子性质的密度泛函研究

采用密度泛函理论方法中的广义梯度近似,对C₈₀H₈₀几何结构和电子性质进行了研究. 几何结构研究表明:在C₈₀H₈₀可能稳定存在的两种同分异构体中, 连接12个五边形的20个C原子内部氢化,其余60个C原子外部氢化所形成的结构即 H₂₀@C₈₀H₆₀最稳定,其仍然保持I_h对称性. 通过对H₂₀@C₈₀H₆₀的能级、前线轨道和态密度分析可知: 在H₂₀@C₈₀H₆₀中, H原子的原子轨道与C原子的原子轨道之间在占据态轨道上有较强的杂化, H原子对H₂₀@C₈₀H₆₀的占据态轨道的贡献比较大. 其最高占据轨道主要由外部H原子和碳笼来贡献,而最低未占据轨道主要由内部H原子贡献, 表明内外H原子在H₂₀@C₈₀H₆₀的化学反应中承担不同的角色. H₂₀@C₈₀H₆₀为闭壳层结构,所有电子都是配对的,表现为非磁性.     

Cr,Cu掺杂Ag电子结构和光学特性的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,分别计算了Cr、Cu掺杂Ag晶胞的电子结构和光学特性,计算结果表明,掺杂后Cr、Cu外层电子分别与Ag外层电子发生作用,价带会出现一定展宽;掺杂体系的反射谱和吸收谱在不同波段范围内会发生不同变化,体系的光谱特性发生改变. 研究结果对于光电子器件制备及薄膜界面特性研究具有指导意义.