氯原子在Cu(111)表面的吸附结构和电子态

密度泛函理论(DFT)总能计算研究了不同覆盖度下氯原子在Cu(111)表面的吸附结构和表面电子态。计算结果表明,清洁Cu(111)表面自由能 为15.72 ,表面功函数φ为4.753eV。在1/4ML和1/3ML覆盖度下,每个氯原子在Cu(111)表面fcc谷位的吸附能分别等于3.278eV/atom和3.284eV/atom。在1/2ML覆盖度下,两个紧邻氯原子分别吸附于fcc和hcp谷位,氯原子的平均吸附能为2.631eV/atom。在1/3ML覆盖度下,fcc和hcp两个位置每个氯原子吸附能的差值约为2meV/atom,与正入射X光驻波实验结合蒙特卡罗方法得到结果(<10meV/atom)基本一致。在1/4ML、1/3ML和1/2ML覆盖度下,吸附后Cu(111)表面的功函数依次为5.263eV、5.275eV和5.851eV。吸附原子和衬底价轨道杂化形成的局域表面电子态位于费米能级以下约1.2eV、3.6eV和4.5eV等处。吸附能和电子结构的计算结果表明,氯原子间的直接作用和表面铜原子紧邻氯原子数目是决定表面结构的两个重要因素。     

Cu(100)(2~(1/2)×22~(1/2))R45°-O的表面结构与电子态的密度泛函研究

用第一性原理的总能计算研究了Cu(100))面的表面结构、弛豫以及氧原子的(2×22)吸附状态.计算给出了Cu(100)(2×22)R45°-O吸附表面的结构参数,并得到了上述结构下氧吸附的Cu(100)表面氧原子和各层Cu原子的电子态密度.计算得到的吸附表面功函数为4.58eV,与清洁Cu(100)表面功函数(~4.53eV)几乎相同.吸附氧原子与最外层铜原子之间的垂直距离约为0.02nm,其能带结构体现出一定的金属性,同时由于Cu-O的杂化作用在费米能以下约6.4eV附近出现了局域的表面态.可以认为,在Cu(100)(2×22)R45°的氧吸附表面结构下,吸附氧原子和衬底之间的结合主要来源于表面最外层铜原子与氧原子的相互作用.     

Cu(100)(√2×2√2)R 45°-O的表面结构与电子态的密度泛函研究

用第一性原理的总能计算研究了Cu(100))面的表面结构、弛豫以及氧原子的(√2×2√2)吸附状态.计算给出了Cu(100)(√2×2√2)R45°-O吸附表面的结构参数,并得到了上述结构下氧吸附的Cu(100)表面氧原子和各层Cu原子的电子态密度.计算得到的吸附表面功函数φ为4.58 eV,与清洁Cu(100)表面功函数(～4.53 eV)几乎相同.吸附氧原子与最外层铜原子之间的垂直距离约为0.02 nm,其能带结构体现出一定的金属性,同时由于Cu-O的杂化作用在费米能以下约6.4 eV附近出现了局域的表面态.可以认为,在Cu(100)(√2×2√2)R45°的氧吸附表面结构下,吸附氧原子和衬底之间的结合主要来源于表面最外层铜原子与氧原子的相互作用.     

杂质对担载式催化剂化学吸附的影响

本文采用化学吸附的格林函数理论和复能量积分方法研究H在担载式催化剂ZnO/Ni上的化学吸附,使用由s轨道和p轨道交迭排列的有限原子链和由d轨道组成的半无限原子链,以描述半导体ZnO和金属Ni构成的复合衬底,用Koster-Slater模型来表示杂质原子,分别研究了化学吸附能随ZnO层厚度的变化和化学吸附能与掺杂的关系,结果表明:1)H的化学吸附能随ZnO层数的增加而单调地减小;2)在Ni中掺入杂质Cu和Pt会削弱H的化学吸附,而掺入Co和W将加强H的吸附;3)Ni中的杂质位于界面附近时对化学吸附能的影响最 关键词：     

Cu(100) (2×22)R45°-O的表面结构与电子态的密度泛函研究

用第一性原理的总能计算研究了Cu(100))面的表面结构、弛豫以及氧原子的(2×22)吸附状 态.计算给出了Cu(100) (2×22)R45°-O吸附表面的结构参数，并得到了上述结构下氧吸附 的Cu(100)表面氧原子和各层Cu原子的电子态密度.计算得到的吸附表面功函数为4.58 eV ，与清洁Cu(100)表面功函数(～4.53 eV)几乎相同.吸附氧原子与最外层铜原子之间的垂直 距离约为0.02 nm，其能带结构体现出一定的金属性，同时由于Cu-O的杂化作用在费米能以 下约6.4 eV附近出现了局域的表面态.可以认为，在Cu(100) (2×22)R45°的氧吸附表面结 构下，吸附氧原子和衬底之间的结合主要来源于表面最外层铜原子与氧原子的相互作用. 关键词： Cu(100)(2×22)R45°-O表面 缺列再构 表面电子态     

过渡金属原子在离子晶体上的化学吸附

本文研究了一种描写过渡金属原子在离子晶体上的化学吸附模型。其中离子晶体用半无限A—B交替原子链代表,而吸附原子d轨道电子间的库仑排斥作用则用Anderson-Newns方法表述。对d轨道电子与晶体表面相互作用的几种不同耦合常数,用自洽格林函数方法计算了化学吸附能和吸附原子的电荷转移量。讨论了各种自洽解的存在条件和性质,得到了一些有趣的定性结论。 关键词：     

Ni(111)表面一氧化碳和氢共吸附的密度泛函理论研究

本文用密度泛函理论(DFT)的总能计算研究了一氧化碳和氢原子在Ni(111)表面上p(2×2)共吸附系统的原子结构和电子态，结果表明CO和H原子分别被吸附于两个对角p(1×1)元胞的hcp和fcc位置.以氢分子和CO分子作为能量参考点，总吸附能为2.81 eV，相应的共吸附表面功函数φ为6.28 eV.计算得到的C—O，C—Ni和H—Ni的键长分别是1.19?, 1.96?和 1.71?，并且CO分子以C原子处于hcp的谷位与金属衬底原子结合.衬底Ni(111)的最外两层的晶面间距在吸附后的相对变化分别是 关键词： Fisher-Tropsch反应 催化作用 Ni(111) p(2×2)/(CO+H) 共吸附     

O在Au(111)表面吸附的密度泛函理论研究

应用密度泛函理论，本文系统地研究了O在Au(111)表面上的吸附能、吸附结构、功函数、电子密度和投影态密度，给出了覆盖度从0.11ML到1.0ML的范围内，O的吸附特性随覆盖度变化的规律.研究发现O的稳定吸附位为3重面心立方(fcc)洞位，O在fcc洞位的吸附能对覆盖度比较敏感，其值随着覆盖度的增加而减小；O诱导Au(111)表面功函数的变化量与覆盖度成近线性关系，原因是Au表面电子向O偏移，形成表面偶极子；O—Au的相互作用形成成键态和反键态，且反键态都被占据，造成O—Au键很弱，O吸附能较小. 关键词： 表面吸附 Au(111)表面 密度泛函理论 电子特性     

Cu(100)表面c(2×2)-N原子结构与吸附行为研究

用密度泛函理论的总能计算研究了金属铜(100)面的表面原子结构以及氮原子的c(2×2)吸附状态.研究结果表明：在Cu(100) c(2×2)-N表面系统中，氮原子处于四度配位的空洞(FFH)位置，距离最表面铜原子层的垂直距离为0.20?，最短的Cu—N键长度为1.83?.结构优化的计算否定了被吸附物导致的表面再构模型，即c(2×2)元胞的两个铜原子在垂直于表面方向发生相对位移，一个铜原子运动到氮原子之上的模型.该吸附表面的功函数约为4.65eV, 氮原子的平均吸附能为4.92 eV(以孤立氮原子为能量参考点).计算结果还说明，Cu—N杂化形成的表面局域态的位置在费米面以下约1.0 eV附近出现，氮原子和第一层以及第二层铜原子均有不同程度的杂化作用.该结果为最近有关该表面的STM图像的争论提供了判据性的第一性原理计算结果. 关键词： Cu(100) c(2×2)-N 表面吸附态 密度泛函总能计算     

S钝化GaAs(100)表面的电子特性

用TB-LMTO方法研究单层的S原子在理想的GaAs (100) 表面的化学吸附, 对GaAs(100)表面是Ga-和As-中断两种情况分别进行考虑. 计算了S原子在不同位置的吸附能、吸附体系与清洁的GaAs(100)表面的层投影态密度, 以及电子转移情况. 结果表明, 两种情况下S原子都是桥位吸附最稳定, S-Ga相互作用比S-As稍强, S钝化GaAs(100)表面可以取得明显的钝化效果.     

替位杂质对贵金属(111)表面稳定性影响的分子动力学研究

采用嵌入原子方法的原子间相互作用势，通过分子动力学方法研究了过渡族金属Cu，Ag，Au，Ni，Pd，Pt(111)表面的相互替位掺杂对表面稳定性的影响，计算了替位掺杂体系的表面能与表面空位形成能，探讨了影响表面稳定性的因素及其变化规律. 计算表明：替位杂质对表面能变化的影响主要是替位杂质的凝聚能和原子半径，而影响空位形成能变化的原因除凝聚能和原子半径外，合金溶解热具有重要的作用. 此外，通过替位杂质导致的体系表面能变化对合金体系的偏析行为进行了预测，理论预测与实验结果符合很好. 关键词： 替位杂质 贵金属 表面能 表面空位形成能     

Impurity effects on chemisorption

The influence of a substitutional impurity atom on the chemisorption properties of an adsorbate is investigated using the Green's function method. The pure solid substrate is approximated by the tight-binding scheme and the impurity is described by the Koster-Slater model. The adsorbate-impurity interaction is found to be an oscillatory function of the substrate Fermi level. Thus, depending on the kind of substrate, an impurity of a given type may strengthen or weaken the chemisorptive bond, which for molecular adsorption may lead to an increase or decrease of the rate of the subsequent dissociation process.     

Local vibrations in fcc crystals with two-parametric substitutional impurities

The threshold parameters of defects (the mass defect and the relative change in the force constants) are determined at which local vibrations start to occur in an fcc crystal with substitutional impurities. The characteristics of local vibrations are investigated, and the influence of the defect parameters on the frequency of local vibrations and their decay rate with distance from the impurity atom is analyzed. The frequencies and the intensities of local vibrations are calculated for the nearest neighboring atoms of an impurity, which, combined with the impurity atom, form a defect cluster.     

硅中的过渡元素杂质能级

本文提出了半导体中过渡元素杂质的一个简单模型,用格林函数方法计算了硅中替代和间隙原子产生的杂质能级和波函数。发现两者的性质有很大的差别。替代原子只有当d原子能级V_d低于价带顶时才能产生杂质能级。它的波函数主要是悬键态,当能级靠近导带边时变成正键态。间隙原子只有当V_d高于价带顶时才能产生杂质能级。它的波函数主要是中心原子d态,当能级靠近导带边时变成弱反键态。最后定性地说明了过渡元素杂质能级的化学趋势和一些实验事实。 关键词：     

Defect modes due to substitutional impurities in FCC lattice: Green's function approach

Lattice dynamical study of monoatomic fcc crystals containing substitutional impurities has been made by the Green's function technique, using group theory. The impurity and its 12 nearest neighbors constitute an XY₁₂ impurity space having O_h symmetry. The phonon Green function matrix is analyzed according to the irreducible representations of the point group pertaining to the substitutional impurity in the fcc lattice. The effects due to change in mass at the impurity site and the change in nearest neighbor force constants for the impurity-host atom interactions are taken into account. Analytical expressions for the various modes of vibrations pertaining to the defect space have been obtained. Local mode frequencies due to various substitutional impurities, corresponding to F_1u mode (defect atom moving) have been computed. A special model is chosen for the defecthost force and it is assumed that there are no distortions of the lattice structure due to the defect. A Kihara hardcore potential with parameters fitted to neutron data has been used to compute lattice dynamics and Green functions of the host lattices. Our theoretical results have been compared with available experimental and theoretical results. Our results show reasonably good agreement with experimental results.     

Substitutional adsorption of K on Fe(100)

The adsorption of potassium on Fe(100) was studied by time-of-flight forward scattering and recoiling spectroscopy (TOF-SARS), low energy electron diffraction (LEED) and Auger electron spectroscopy (AES). After heating to 650 K of the potassium saturated surface the formation of a p(3 × 3) potassium superstructure was observed by LEED. TOF-SARS experiments ruled out the adsorption of potassium in the on-top, bridge and four-fold hollow site. The only site which is in agreement with all experimental results is the substitutional site where K replaces an Fe atom of the topmost layer of the crystal. This is the first time a substitutional adsorption site has been found on a bcc surface. On an fcc surface such an adsorption site has been found recently for adsorption of sodium and potassium on Al(111).     

替位杂质对低能Pt原子与Pt(111)表面相互作用影响的分子动力学模拟

采用嵌入原子方法的原子间相互作用势，通过分子动力学方法模拟了低能Pt原子与Cu，Ag，Au，Ni，Pd替位掺杂Pt(111)表面的相互作用过程，系统研究了替位原子对表面吸附原子产额、溅射产额和空位缺陷产额的影响规律，分析了低能沉积过程中沉积原子与基体表面的相互作用机理以及替位原子的作用及其影响规律.研究结果显示：替位原子的存在不仅影响着沉积能量较低时的表面吸附原子的产额与空间分布，而且对沉积能量较高时的低能表面溅射过程和基体表面空位的形成产生重要影响.替位原子导致的表面吸附原子产额、表面原子溅射以及空位形 关键词： 分子动力学 低能粒子 替位掺杂 表面原子产额 溅射 空位     

Substitutional impurities near surfaces. A perturbation approach to the segregation energies

We present a perturbation analysis for the segregation energy of a substitutional impurity near a surface. We show that there exists a linear contribution in ΔZ, the difference of valence between impurity and host, due to the presence of the surface, even if the local neutrality is ensured. The series effect for the fcc (001) and bcc (001) surfaces is dicussed, within this frame work.     

Ni,Pd和Pt的表面应力

半经验的修正嵌入原子方法用于Ni，Pd和Pt的低指数面的表面应力计算，得到了与第一原理计算相符合的结果．给出了（110）表面［110］方向的应力是［001］方向应力的两倍左右；阐明了应力各向异性是所有fc金属（110）面的一般特性．预言了Pd和Pt（100）的表面应力的大小． 关键词：     

Annealing of point defects in p-type germanium after electron irradiation at liquid nitrogen temperature

Annealing of radiation induced defects in p-type germanium was studied by measuring Hall coefficient and conductivity. The dopant was gallium or indium. It was concluded that the annealing stage between 80° and 140°K is caused by migration of the vacancy to the sink of an impurity atom. In this stage the vacancy migrates to a substitutional impurity atom and makes an association. The activation energy of the stage was found tO be 0.1 ev ad it is regarded to be that of the vacancy migration. The model for the annealing stage which occurs in the range 220 to 270°K is proposed as follows: An interstitial impurity atom migrates to a substitutional impurity atom and makes an association. From the activation energy of the stage, the migration energy of the interstitial impurity atom was concluded to be about 0.4 eV for gallium and 0.7 eV for indium atoms.