Ni与钇稳定的氧化锆(111)表面相互作用以及界面活性的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法, 系统研究了Ni原子在钇稳定的氧化锆(YSZ)(111)和富氧的YSZ(YSZ+O)(111)表面不同位置的吸附, 以及CO和O₂分子在Ni₁(单个镍原子)/YSZ和Ni₁/YSZ+O表面吸附的几何与电子结构特征. 结果表明: 1) 单个Ni原子倾向于吸附在O原子周围, 几乎不吸附在Y原子周围, 且Ni原子在氧空位上吸附最稳定; 2)和YSZ相比, 单个Ni原子在YSZ+O表面易发生氧化现象, Ni原子失去1.06 e电子, 被氧化成了Ni⁺, 吸附能力更强; 3)被氧化的Ni催化活性大幅下降, 大大减弱了表面对O₂和CO等燃料气体的吸附作用.     

FeOx上AsH3吸附净化的密度泛函研究

基于密度泛函理论研究了AsH₃和O₂分子在α-Fe₂O₃(001)表面和FeO(100)表面的吸附及共吸附性质.结果表明：AsH₃和O₂分子在α-Fe₂O₃(001)表面最稳定的吸附构型都是Hollow吸附位点. AsH₃分子在FeO(100)表面最稳定的吸附位点为Top O吸附位点. O₂分子在FeO(100)表面最稳定的吸附位点为Hollow吸附位点. O₂分子在α-Fe₂O₃(001)和FeO(100)表面吸附后均被活化从而促进AsH₃分子的催化氧化. AsH₃分子在α-Fe₂O₃(001)表面最小的吸附能为-0.7991 eV,在FeO(100)表面最小的吸附能为-0.9117 eV.吸附值数据表明AsH     

H原子在Al(111)和Ag(111)面上的吸附

本文用电荷自洽的EHT方法,研究了H原子在Al(111)和Ag(111)面上的吸附,结果指出:在Al(111)面上,H以原子状态吸附在某些对称位置上,它也能渗透到表面层中去,成为填隙原子;H₂分子在表面处发生解离吸附。在Ag(111)表面上,H原子有可能以分子状态吸附,H—H键平行于表面,这与高分辨率电子能量损失谱所得到的实验结果一致;但H₂分子在Ag(111)表面也可能发生解离吸附。 关键词：     

SO2/Ni(111)吸附系统局域结构的多重散射团簇理论研究

用多重散射团族方法对SO₂/Ni(111)吸附系统的S原子ls近边X射线吸收精细结构进行了详细的计算和分析,求得吸附系统的局域结构。研究结果证实了SO₂分子在Ni(111)表面是平铺吸附的,其最佳吸附位为fcc三度芯位。吸附分子的S—O键长比气体状态时增长了(0.007±0.002)nm,分子键角∠OSO减小了10°,SO₂距衬底的吸附高度为(0.20±0.02)nm。理论计算与两组实验结果进行了直接比较。 关键词： 局域吸附结构 X射线吸收精细结构 2/Ni(111)')" href="#">吸附系统SO₂/Ni(111) 多重散射团簇方法     

CH3NO2在Cu(111)面吸附态的研究

用CNDO/2半经验量化计算方法对CH₃NO₂分子在Cu(111)面四个吸附位上25种吸附态进行了优化计算,得到以CH₃NO₂分子中的-NO₂取向吸附在Cu(111)面的桥位上,且CH₃NO₂分子中的ONO面与Cu-Cu键成60°时为最稳吸附态。计算得到的这一稳定吸附态的吸附取向和吸附体系的态密度结果与我们的实验结果是一致的;从吸附态的轨道成分分析表明, 关键词：     

Ti原子在Al(110)表面吸氢过程中催化作用的第一性原理研究

运用第一性原理方法对H₂分子在Ti掺杂和纯的Al(110)表面的吸附情况进行了研究,发现有Ti原子掺杂时,存在一个H₂分子的吸附路径,即位于Al(110)面顶位Ti原子上方的H₂分子会发生解离,并与Ti原子形成TiH₂分子,然后TiH₂分子向能量更低的空位移动并接近Al(110)表面.态密度与电荷布居分析显示,吸附完成后H原子与表面Al原子存在较强的共价键作用,这为Al-H类物质及Na_{3 关键词： 钛 吸附 解离能 第一性原理}     

不同衬底上Pb(Zr0.52Ti0.48)O3择优取向铁电薄膜的制备和研究

通过MOD法在Si(100)和Pt(111)/Ti/SiO₂/Si基片上制备出LaNiO₃ ( LNO)薄膜.再通过修 正的Sol-gel法，在Pt(111)/Ti/SiO₂/Si,LNO/Si(100)和LNO/Pt/Ti/SiO_{2< /sub>/Si三种衬底上 制备出具有择优取向的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3铁电薄膜. 经XRD分析表明，L NO薄膜具有(100)择优取向的类钙钛矿结构；PZT薄膜均具有钙钛矿结构，且在Pt(111)/Ti/S iO2/Si衬底上的薄膜以(110)择优取向，在LNO/Pt/Ti/SiO2/Si和LN O/Si(100)衬底上的 薄膜以(100)择优取向.经场发射SEM分析和介电、铁电性能测试表明，在LNO/Si和LNO/Pt/Ti /SiO2/Si衬底上的PZT薄膜的平均粒径、介电常数以及剩余极化强度均比以Pt/T i/SiO2/Si为衬底的薄膜大. 关键词： 3}薄膜')" href="#">LaNiO₃薄膜 PZT铁电薄膜 择优取向 剩余极化强度     

O2的化学吸附对2H—MoS2(0001)清洁表面和离子溅射表面电子结构的影响

利用低能N⁺(0.5keV)离子轻微轰击2H-MoS₂(0001)清洁表面,从UPS(HeⅠ,HeⅡ)得到d电子峰向E_F移动,价带顶出现明显的“肩膀”或带尾,它随轰击时间的增加而增强,同时使d_(z²)带变宽。UPS的结果表明,这种表面在室温下有明显的O₂吸附活性,O₂吸附后这个肩膀明显下降。结合XPS,AES和LEED的研究,我们认为这个“肩膀”态与次表面原子层的Mo原子的d电子的暴露和最外表面原子层s原子空位缺陷的产生有关。这些新的表面电子态与加氢脱硫(HDS)催化活性中心有密切的关系。 关键词：     

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.     

S在Pt皮肤Pt_3Ni(111)面吸附的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算并分析了S原子在Pt皮肤Pt3Ni(111)面不同位置的吸附特性.结果表明:S原子在Pt皮肤Pt3Ni的fcc位吸附最强,吸附能为5.49eV;与S原子在纯净的Pt(111)表面吸附相比较,S原子在Pt皮肤Pt3Ni(111)面相应吸附位置的吸附能变小,与近邻Pt原子形成的S-Pt键变长,表明掺杂的Ni会减小相应位点S原子的吸附能,降低体系对S原子的吸附能力,进而减弱S吸附对体系催化能力的影响;态密度分析发现,S原子的吸附使得Pt基催化剂的催化活性降低,主要是S的2p电子引起的;这些结果将为后续研究Pt基合金电极抗S中毒效果以及探究S原子吸附后Pt3Ni的活性位提供依据.     

Si 2p and O 1s photoemission from oxidized Si(0 0 1) surfaces depending on translational kinetic energy of incident O2 molecules

The influence of translational kinetic energy of incident O₂ molecules for the passive oxidation of the partially oxidized Si(0 0 1) surface has been studied by photoemission spectroscopy. The incident energy of O₂ molecules was controlled up to 3 eV by a supersonic molecular beam technique. Two incident energy thresholds (1.0 and 2.6 eV) were found out in accordance with the first-principle calculations. Si 2p and O 1s photoemission spectra measured at representative incident energies showed the incident energy induced oxidation at the backbonds of the dimer and the second layer (subsurface) Si atoms. Moreover, the difference of oxygen chemical bonds was found out to be as the low and the high binding energy components in the O 1s photoemission spectra. They were assigned to bridge sites oxygen and dangling bond sites oxygen, respectively.     

A mimic model of Pt---Rh catalyst prepared by electrochemical deposition of Rh on the Pt(100) surface

Electrochemical deposition of Rh ions on a (5 × 20) Pt(100) surface gave a (1 × 1) LEED pattern with high background intensity. By exposing the (1 × 1) Rh/Pt(100) surface to O₂ or NO, a characteristic p(3 × 1) Rh---O overlayer is built up at about 400 K, which is the same structure observed on the Pt_0.25Rh_0.75(100) surface exposed to NO or O₂. Once the p(3 × 1) Rh---O overlayer is formed, a reversible structural change, ,p(3 × 1) (1 × 1), can be caused at room temperature by adding H₂ and O₂. The p(3 × 1) Rh---O overlayer on the Pt(100) surface may represent a highly efficient catalyst for NO_x reduction.     

K2NiF4型Sr2CrO4的磁电性质研究

以SrO和CrO₂为原料, 在高温高压的条件下直接反应生成纯相的K₂NiF₄结构的Sr₂CrO₄多晶样品. 结构用粉末X射线衍射及GSAS精修表征. 磁化率测试显示样品存在一个弱的反铁磁相变, 奈尔温度为T_N=95 K. 在奈尔温度以上, 磁化率随温度的变化遵循居里-外斯定律. 对样品进行了电阻测试, 结果显示了样品的绝缘特性.     

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：     

PULSED LASER DEPOSITION AND CHARACTERIZATION OF FERHOELECTHIC Pb(Zr,Ti)O3 THIN FILMS ON SILICON-ON-INSULATOR SUBSTRATES

Ferroelectric Pb(Zr, Ti)O₃ thin films were prepared by pulsed exeimer laser deposition on silicon-on-insulator and Pt-coated silicon-on-insulator substrates, and rapid thermal annealing was per-formed to crystallize the films, Based on the analysis by X-ray diffraction, Rutherford backscattering spectroscopy and measurements of electrical properties, the films were revealed to be polycrystalline perovskite structure with mainly (100) and (110) orientations, and their crystallization was found to be dependent on annealing temperature and annealing time. The films show good ferroelectricity, with P_r=15μC/cm², E_c= 50kV/cm, high resistivity and high dielectric constant.     

不同核轴取向的O2的高次谐波

分子的高次谐波是强场超快物理的重要研究课题. 采用建立在形式散射理论基础上的频域方法计算了O₂在线偏振激光场下的高次谐波, 探讨了核轴被准直在与激光传输方向垂直的平面内时, 高次谐波随核轴与光电场偏振方向所成夹角θ₀的依赖关系. 结果表明: 各次谐波都是在θ₀约为45°时强度最大, 并有较宽的峰值宽度; 当偏离此角度, 高次谐波的强度变小; 到达平行或垂直取向时, 降到最低. 分析表明, 这是由于高次谐波的强度取决于分子基态的电子在动量空间中的电场方向的布居. 针对核轴被准直在激光传输方向与电场偏振方向所确定的平面内的情况, 计算了高次谐波随θ₀的依赖关系, 结果与前一种情况基本相同. 分析发现, 当核轴被准直固定后, 分子绕核轴旋转的角度ψ没有固定, 所以最后的高次谐波强度需要对不同的ψ 时的高次谐波的贡献求和平均. 平均后相当于波函数相对于核轴旋转对称, 从而导致O₂的高次谐波仅与θ₀有关, 而与核轴被准直在哪个面上无关.     

三氧化钨表面氢吸附机理的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,在广义梯度近似下,研究了立方WO_3,WO_3(001)表面结构及其氢吸附机理.计算结果表明立方晶体WO_3理论带隙宽度为0.587 eV.WO_3(001)表面有WO终止(001)表面和O终止(001)表面两种结构,表面结构优化后W—O键长和W—O—W键角改变,从而实现表面弛豫;WO终止(001)表面和O终止(001)表面分别呈现n型半导体特征和p型半导体特征.分别计算了H原子吸附在WO终止(001)表面和O终止(001)表面的H—O_(2c)—H,H—O_(2c)…H—O_(2c),H—O_(1c)—H和H—O_(1c)…H—O_(1c)四种吸附构型,其中H—O_(1c)—H吸附构型的吸附能最小,H—O键最短,H失去电子数最多,分别为-3.684 eV,0.0968 nm和0.55e,此吸附构型最稳定.分析其吸附前后的态密度,带隙从吸附前的0.624 eV增加到1.004 eV,价带宽度基本不变.H的1s轨道电子与O的2p,2s轨道电子相互作用,在-8和-20 eV附近各形成了一个较强的孤立电子峰,两个H原子分别与一个O_(1c)原子形成化学键,最终吸附反应生成了一个H_2O分子,同时产生了一个表面氧空位.     

The stability of Na-doped Bi2(NbCr)O7−x pyrochlores: The non-existence of “(BiNa)(NbCr)O6”

We show that the pyrochlore described as “(BiNa)(NbCr)O₆” is in fact a non-stoichiometric pyrochlore with an approximate composition of (Bi_1.33Na_0.67)(Nb_1.33Cr_0.67)O_7−x. Refinement of this structure using constant wavelength powder neutron diffraction data reveals the presence of vacancies in the anion sites coupled with displacive disorder of the Bi and Na cations. This is necessary to achieve a satisfactory bonding arrangement for both the Bi and Na cations that occupy the pyrochlore A-type sites. Attempts to prepare other pyrochlores in the series Bi_2−xNa_x(NbCr)O₆ were unsuccessful and it appears that the pyrochlore is only stable only over a very narrow composition range. The structure of the pure Bi pyrochlore Bi₂(NbCr)O₇ is also described.