Ge/Si(111)与Si/Ge(111)体系的生长特性与表面再构研究

本文利用RHEED和AES对Ge/Si(111)和Si/Ge(111)体系的生长特性与表面再构进行了研究。由此提出了其生长模式,并讨论了应力对生长特性、界面特性和表面再构的作用。     

Ⅶ族元素在Si(111)和Ge(111)表面上的吸附

本文用原子集团模型和电荷自洽的EHT方法研究了Ⅶ族元素在Si(111)和Ge(111)表面上的化学吸附。利用能量极小的原则确定了各元素的化学吸附构型。对于Cl,在这两个表面均是顶位吸附。对于Ⅰ,都呈三度空位吸附。对Br,顶位及三度空位吸附均能发生,但是在Si(111)表面顶位吸附要优于三度空位,而在Ge(111)表面则三度空位吸附优于顶位。最后对Ⅶ族元素原子在这两种表面的吸附行为作了讨论,并与实验作了比较。 关键词：     

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     

CI在Si和Ge(111)面上的化学吸附

考虑了Si(111)和Ge(111)面吸附Cl的几何构形,本文采用集团模型,用电荷自洽的EHMO方法,对Si(111)和Ge(111)面,分别用能量极小的原则,确定了Cl的化学吸附位置。计算结果表明,对于Si(111)面,Cl是在顶位被吸附,形成共价结合,与实验结果一致。对于Ge(111)面,计算表明在顶位和三度开位上都能吸附Cl,与以前结论有一些不同,但本文认为偏振光电子谱的实验结果并不能完全排除Cl在Ge(111)面上顶位吸附的可能性。希望有其他实验能对Cl在Ge(111)面上的吸附作进一步的观察。此外,还计算了Cl在Si(111)面顶位上的吸附和它在Ge(111)面三度开位上的吸附时的状态密度,和实验结果进行了比较,相符甚好。 关键词：     

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).     

Si(111)表面原子弛豫研究

本文用原子集团模型和推广的Hueker方法研究Si(111)面的表面弛豫,得到表面Si原子向体内弛豫0.10?的结论,改进了已有的经验估计和理论计算结果,与LEED的分析结果符合较好。 关键词：     

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     

甲氧基在Ir(111)表面吸附的密度泛函理论研究

本文采用第一性原理和周期平板模型相结合的方法,对甲氧基在Ir(111)表面top,bridge,fcc和hcp位的吸附模型进行了构型优化、能量计算、Mulliken电荷布居分析以及差分电荷密度计算.结果表明,甲氧基通过氧原子与金属表面相互作用时,垂直吸附在fcc位是最有利的吸附构型,吸附能为2.26eV,此时电子从金属表面向甲氧基转移.吸附过程中C-O键振动频率发生红移,表明在该表面C-O键容易被活化.结合差分电荷密度分析表明,吸附时CH3O中氧的2p原子轨道和铱的dz2原子轨道相互作用形成σ键.     

甲氧基在Ir(111)表面吸附的密度泛函理论研究

本文采用第一性原理和周期平板模型相结合的方法,对甲氧基在Ir(111)表面top, bridge, fcc和hcp位的吸附模型进行了构型优化、能量计算、Mulliken电荷布居分析以及差分电荷密度计算。结果表明,甲氧基通过氧原子与金属表面相互作用时,垂直吸附在fcc位是最有利的吸附构型,吸附能为2.26 eV,此时电子从金属表面向甲氧基转移。吸附过程中C-O键振动频率发生红移,表明在该表面C-O键容易被活化。结合差分电荷密度分析表明,吸附时CH3O中氧的2p原子轨道和铱的dz2原子轨道相互作用形成σ键。     

甲基和羟基在Ir(111)表面吸附的密度泛函理论研究

在超原胞近似和slab模型基础上,采用周期性密度泛函理论,在0.11覆盖度(ML)下,对甲基与羟基在Ir(111)表面的吸附进行了研究,得到了甲基和羟基在Ir(111)表面不同吸附位置的吸附能和吸附构型,计算了它们的振动频率,同时分析了甲基和羟基共吸附于Ir(111)表面的情况.结果表明,甲基和羟基在Ir(111)表面的最稳定吸附位置都是top位,甲基是碳端向下吸附,羟基是通过氧端向下倾斜吸附.通过频率分析发现吸附后CH3中C-H键的对称伸缩振动、反对称伸缩振动以及剪切振动频率均发生了红移,而羟基中的O-H键的振动频率发生蓝移现象.通过计算对比发现甲醇分解为甲基和羟基过程是一个放热反应,从热力学角度来说该反应是可行的.     

稀土元素在硅表面的化学吸附

本文对几种稀土元素(铈、钐、镱)在硅表面的化学吸附进行了理论计算。用定域密度泛函-离散变分方法(LDF-DVM)对顶位和三度开位两种集团模型进行了自洽计算,包括总结合能的计算,给出了吸附位能曲线,从而确定出最佳吸附构型和位置。讨论了电荷转移情况、吸附能的大小等,与一些实验结果进行了比较。并给出了三种元素在硅表面稳定吸附时的态密度图,分析讨论了其电子结构的差异和特点。 关键词：     

金属铝在半导体表面的吸附

本文采用集团模型,用自洽的EHT方法计算金属Al在Si(111)和GaAs(110)面上吸附的稳定的几何构型和电子态,结果表明,Al在Si(111)面的三度开位上的离子吸附比顶位的共价吸附更稳定,态密度与实验符合也更好,Al吸附在GaAs(110)面上,将取代表面Ga原子,形成AlAs,此时GaAs(110)面将恢复到不弛豫的理想位置。 关键词：     

用热脱附谱研究氢在Si(100)清洁表面的吸附

用超高真空中对样品进行闪烁加热的方法,测量了Si(100)清洁表面吸附氢以后的热脱附谱。得到在室温下暴露氢时,低暴露量下只有一个脱附峰A,暴露量增大后,出现第二个脱附峰B。升高温度暴露氢,如在230℃以上暴露,热脱附谱中不出现B峰;在530℃以上暴露,则A,B峰均不出现。在室温下吸附氢后再加热退火,温度超过350℃,则热脱附谱中B峰不再存在;在530℃退火,则A峰也消失。热脱附的这些规律,使我们相信A峰和B峰分别对应于Si(100)表面的单氢化相和双氢化相的脱附。测量了它们的脱附活化能分别为52.9kcal/mol和14.5kcal/mol。从级数图证实了A峰的脱附属于一级脱附,但其机理并不与一般的一级或二级脱附机理相同。 关键词：     

InSb(111)表面硫处理的研究

本文用俄歇电子能谱、X射线光电子能谱和紫外光电子能谱对用硫化铵溶液处理的InSb表面进行研究。结果表明,硫处理以后在样品表面生成。一层厚度约8?的硫化物钝化层,它对防止表面的氧化和碳沾污有明显的钝化作用。钝化层中,破原子既与锑原子成键,引起Sb3d芯能级发生1.9eV的化学位移;又与铟原子成键,引起In4d芯能级发生0.6—0.7eV的化学位移。350℃的真空退火使锑的硫化物发生分解。500℃退火没能使铟的硫化物完全分解,仍有一部分硫原子以铟的硫化物形式留在样品表面。 关键词：     

氢原子在金属表面的吸附理论

本文在相关基函数理论框架下,利用巨分子模型,建立了氢原子在简单金属表面的吸附理论模型。通过对吸附平衡位置参量的变分数值计算,我们得到了关于氢原子在金属Al(r_s=2.07),Mg(r_s=2.66),Li(r_s=3.28)和Na(r_s=3.99)表面上的吸附能,吸附体系的电子密度以及平衡位置。对于传统的密度泛函方法得到的结果,本文作了比较。 关键词：     

Si(111)7×7清洁表面的总电流谱

用自制的总电流谱仪对Si(111)7×7清洁表面进行了测量,得到A,B,C,D四个谱峰的能量位置分别在真空能级以上2.6,5.2,8.6和12.9eV。样品饱和吸氢后表面峰A消先。用带间跃迁模型对实验结果作了初步分析。 关键词：