清洁Si(111)表面电子结构的理论研究

本文报道在原子集团模型下用CNDO-SCF方法对清洁Si(111)表面电子结构的系统研究结果:(1)计算了表面上的净电荷分布、电荷转移以及局域在各原子轨道上的电荷;发现T₃⁰,T₃⁺和T₃^-式的表面悬挂键结构较难存在;表面原子趋于形成带有分数电荷的悬挂键,而实际上这些悬挂键彼此结合成弯键;表面原子及其悬挂键上有净电荷积累,且有很强的定域性和取向性。(2)计算了原子集团模型的静 关键词：     

CdTe(111)表面电子结构

利用Muffin-Tin轨道线性组合法(LMTO),采用Slab模型,计算了CdTe(111)表面的电子结构,给出总体、局域及分波态密度,该结果与同步辐射光电子谱实验结果符合. 关键词：     

InSb(211)A,B表面电子结构特性

采用散射理论的格林函数方法计算了InSb(211)A,B两类表面的电子结构,分别给出了两类表面的表面投影能带结构,分析了各表面态的轨道特性和色散特性;并在此基础上讨论了两类表面的稳定性;计算结果和实验结果定性的相符合. 关键词：     

UO2 晶体中低密勒指数晶面表面能的分子动力学模拟

采用基于刚性离子势的分子动力学模拟方法初步计算了UO₂晶体中(100), (110)和(111) 3种低密勒指数晶面在300–1500 K范围内的表面能大小. 结果表明, 3种晶面的表面能大小随温度的升高而降低, 与实验结果趋势一致; 原子排列最紧密的(111)晶面具有最低的表面能, 3种晶面的表面能大小从高到低依次为(100), (110)和(111)晶面; 达到平衡状态下的表面层原子相对于体内原子层在表面的法线方向上发生了明显的压缩并且表面层原子的对称性也降低了, 表面原子的弛豫效应一直影响到了第5层. 计算研究结果将有助于深入认识UO₂燃料中裂变气体气泡的聚集长大以及燃料的辐照肿胀开裂行为. 关键词： 分子动力学 2')" href="#">UO₂ 低密勒指数晶面 表面能     

ZnSe(100)极性表面电子结构研究

从实验和理论方面研究了闪锌矿结构ZnSe（100）表面电子结构，讨论了ZnSe（100）无再构无弛豫理想表面及其c（2×2）非二聚和二聚再构表面的结构稳定性，从中得到ZnSe（100）非二聚再构表面较理想表面和二聚再构表面稳定，支持了Farel等的实验结果，分析了ZnSe（100）理想表面与非二聚再构表面表面电子态差别，并与同步辐射光电子能谱作了对比，理论与实验符合较好 关键词：     

四角晶相HfO2(001)表面原子和电子结构研究

采用基于第一性原理的密度泛函理论研究了四角晶相二氧化铪(t-HfO2)体相及其(001)表面的原子几何与电子结构.理论计算结果表明,t-HfO2(001)表面不会产生重构现象.与体相电子结构相比, t-HfO2(001)表面态密度明显高于体相态密度.其次,表面原子的态密度更靠近费米能级(EF),价带往低能量处移动,并有表面态产生.计算结果表明了t-HfO2表面禁带宽度明显低于体相的禁带宽度. t-HfO2(001)的表面态产生以及表面禁带宽度减小是由于Hf原子与O原子的配位数减少,表面原子周围的环境发生变化而引起的.     

MoSi2表面电子结构

利用ＬＭＴＯ－ＡＳＡ方法研究了Ｃ１１_b晶体结构的ＭｏＳｉ₂三种（００１）表面电子结构，分别给出了三种不同表面总体态密度和表面层原子局域态密度及分波态密度，与体结构相关原子态密度作了对比，并对费密能级上的态密度作了比较讨论。就表面稳定性而言，以Ｍｏ原子为表层原子的表面结构最不稳定，以单层ｓｉ原子为表面的表面结构最稳定，该结论支持了Ｔ．Ｋｏｍｅｄａ等的实验结果^［１５］。 关键词：     

PbTe(001)表面原子几何结构和电子结构的第一性原理计算

用第一性原理的密度泛函理论计算了PbTe（001）表面的几何结构和电子结构.计算结果表明：PbTe（001）表面不发生重构，但表面几层原子表现出明显的振荡弛豫现象，其中第一、第二层间距减小4.5%，第二、第三层间距增加2.0%，并且表面层原子出现褶皱.表面带隙在X 点，带隙变宽，在基本带隙中不引入新的表面态，而导带底和价带顶附近等多处出现新的表 面共振态；弛豫后费米面处态密度很低，所以表面结构很稳定. 关键词： 密度泛函理论 表面几何结构 表面电子结构 PbTe     

ZnS(111)表面电子结构研究

利用Ｍｕｆｉｎ-Ｔｉｎ轨道线性组合（ＬＭＴＯ）法，采用ｓｌａｂ模型计算了半导体ＺｎＳ（１１１）表面的电子结构，给出了总体、局域及分波态密度，分析了两种ｓｌａｂ模型的表面稳定性和表面态．理论态密度曲线与ＺｎＳ（１１１）表面同步辐射光电子能谱相符合     

三方结构MgSiO3 (0001)表面的几何结构，电子结构及表面能

本文基于密度泛函理论（DFT）计算了三角晶系钛铁矿结构MgSiO3（0001）表面的基本性质,包括了不同终止面-Mg,-Mge和-SiO3的几何结构,电子状态和能量。本文描述了模型的晶体结构和表面弛豫等结构特性。不同终止面表面的电子态密度和局部电势阐明了原子之间的化学键。分子的解离量,表面能,巨热力学势展示了不同终止面表面的热力学稳定性。计算的带隙表明,终止面Mge中的额外Mg原子使表面变得金属化,终止面SiO3中空缺的Mg原子使表面表现出P型导电。表面能的结果表明终止面Mg是最稳定的平面。此外,在富含Mg的条件下显示终止面Mge是最低势面。     

LaNi5晶体表面态的计算研究

用“团簇埋入自洽计算法”对LaNi₅晶体表面进行了全电子、全势场、自旋极化的从头计算. 在原子纵向坐标充分弛豫的条件下，得到处于最低基态总能量下LaNi₅晶体的非平整表面空间结构及其电子结构. LaNi₅晶体最表面La原子向外凸出，Ni原子向里收缩，凹凸不平的表面层增加了表面原子与氢原子的接触面积；而表面层的有效体积增大了约9%，有利于氢原子的进入. LaNi₅晶体表面态的费米能量大大高于体材料的费米能量. 在费密面上主要是Ni的3d电子，价带未填满，显示金属性. LaNi₅晶体表面第一、第二层有1.15个电子从La原子向Ni原子转移，这两层有反向的微小自旋磁矩，从而使表面显示顺磁性. 得到了LaNi₅晶体表面的价带电子态密度. 用过渡态方法计算了LaNi₅晶体表面的电离能和电子亲和势. 所有计算结果显示：LaNi₅晶体表面的性质与体性质显著不同，而与氢化物LaNi₅H₇的性质非常相近. 这说明LaNi₅晶体的表面结构有利于氢原子的吸收. 关键词： 5')" href="#">LaNi₅ 表面 电子结构 团簇埋入自洽计算法     

Au钝化Si(100)表面的电子特性

用TB-LMTO方法研究单层的Au原子在理想的Si(100)表面的化学吸附.计算了Au原子在不同位置的吸附能,吸附体系与清洁Si(100)表面的层投影态密度, 以及电子转移情况.结果表明, Au原子在吸附面上方的A位(顶位)吸附最稳定, Au钝化Si(100)表面可以取得明显的钝化效果, 这一结论与实验事实相符合.     

B掺杂锐钛矿型(101)面的电子结构和光学性质研究

采用平面波超软赝势方法计算了B掺杂锐钛矿型TiO2(101)面的几何结构、缺陷形成能、电子结构和光学性质.分析B掺杂后的几何结构,发现氧化气氛下B易于掺杂间隙1处,还原气氛下易于替位掺杂O3C2.计算了掺杂前后的氧空位VO形成能和替位形成能,得出B掺杂和氧空位相互促进的结论.B掺杂在导带底引入了杂质能级,B的2p态和Ti的3d态发生强烈关联而使带隙变窄,发生红移现象.O空位也使带隙变窄,但未发现红移现象.B掺杂和O空位同时存在则使吸收光谱扩展至整个可见光区.     

B掺杂锐钛矿型(101)面的电子结构和光学性质研究

采用平面波超软赝势方法计算了B掺杂锐钛矿型TiO2(101)面的几何结构、缺陷形成能、电子结构和光学性质.分析B掺杂后的几何结构,发现氧化气氛下B易于掺杂间隙1处,还原气氛下易于替位掺杂O3C2.计算了掺杂前后的氧空位VO形成能和替位形成能,得出B掺杂和氧空位相互促进的结论.B掺杂在导带底引入了杂质能级,B的2p态和Ti的3d态发生强烈关联而使带隙变窄,发生红移现象.O空位也使带隙变窄,但未发现红移现象.B掺杂和O空位同时存在则使吸收光谱扩展至整个可见光区.     

FeS2(100)表面原子几何与电子结构的理论研究

采用密度泛函理论研究了FeS2(100)表面原子几何与电子结构.理论计算结果表明:FeS2(100)表面无弛豫、无重构,是体相原子几何的自然终止.与体相电子结构相比,FeS2(100)表面电子特性明显不同,禁带中央产生新的表面态,且表面态局域性强,主要由Fe原子的3d分波贡献.配位场理论定性分析表明:FeS2(100)完整晶面表面态产生机制是Fe原子的配位数减少、局部对称性下降所致 关键词： 密度泛函理论 表面电子结构 FeS2     

β-SiC(001)-(2×1)表面结构的第一性原理研究

利用缀加平面波加局域轨道(APW+LO)的第一性原理方法计算了β-SiC(001)-(2×1)表面的原子及电子结构. 原子结构的计算结果表明，与Si(001)-(2×1) 表面的非对称性Si二聚体模型不同，β-SiC(001)-(2×1)表面为对称性的Si二聚体模型，其二聚体的Si原子间键长也较大，为0.269nm. 电子结构的计算结果表明，在费米能级处有明显的态密度，因此β-SiC(001)-(2×1)表面呈金属性. 在带隙附近存在四个表面态带,其中的两个占有表面态带已由价带的同步辐射光电子能谱实验得到证实. 关键词： 碳化硅 缀加平面波加局域轨道方法 原子结构 电子结构     

GaAs(2 5 11): a new stable surface within the stereographic triangle

The atomic structure of GaAs(2 5 11), a hitherto unknown stable surface, has been determined by in situ scanning tunneling microscopy and first-principles electronic structure calculations. This orientation is located within the stereographic triangle, i.e., far away from all low-index surfaces. A low-energy ( 1x1) reconstruction containing arsenic dimers forms on the surface. The analysis of the surface structure shows that, for semiconductor surfaces, the gain in stability due to minimization of the number of dangling bonds is more important than the gain from rendering a semiconducting ground state.     

tetracene 分子在Ru(1010)表面的吸附结构及其电子态研究

利用紫外光电子能谱(UPS)、角分辨紫外光电子能谱(ARUPS)和扫描隧道显微镜(STM)等方法研究了tetracene分子在Ru(1010)表面上吸附的电子态，吸附位置和吸附取向.UPS实验显示，与tetracene分子有关的光电子谱峰在费米能级以下2.1, 3.5, 4.8, 6.0, 7.1和9.2 eV处；ARUPS 结果表明，tetracene分子的分子平面基本平行于衬底表面；从STM图像中可以看到tetracene分子的长轴沿［0001］和［1210］两个晶向.基于密度泛函理论的从头算计算证实了上述结论.当分子长轴沿［0001］晶向时，分子中心位置在衬底表面的“短桥位”上，当分子长轴沿［1210］晶向时，分子中心位置在衬底表面的“四原子中心空位”上. 关键词： tetracene分子 Ru(1010)表面 吸附结构 吸附电子态     

ZnO(0001)表面吸附B的电子结构和光学性质研究

采用基于密度泛函理论的总体能量平面波超软赝势方法,结合广义梯度近似,对清洁ZnO(0001)表面及B/ZnO(0001)吸附体系进行了几何结构优化,计算了B/ZnO(0001)吸附体系的吸附能、能带结构、电子态密度和光学性质.计算结果表明:B在ZnO(0001)表面最稳定的吸附位置是T₄位.吸附后B/ZnO(0001)吸附体系表面带隙有所减小,表面态的组成发生变化,n型导电特性有一定程度的减弱,同时,对紫外光的吸收能力显著增强. 关键词： ZnO(0001)表面 B吸附 电子结构 光学性质     

Band structure of surface states and resonances for clean Cu(1 1 0) surface

We have used the layer KKR method to calculate the Shockley and Rydberg surface states and resonances for Cu(1 1 0) for a given model of the surface potentials. This method has not been used before to predict all of the surface band structure for the energy range from the bottom of the conduction band to ∼7 eV above the vacuum level. The previous methods that used only local electron interactions in ab initio calculations could not produce the Rydberg surface barrier bands while those relying on nearly-free-electron parameterisation of bands could not deal with d-bands.