Cu、Ag对O在ZnO(0001)面上吸附影响的第一原理研究

来源 :河南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:meimeini
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
ZnO是一种新型的宽禁带化合物半导体材料,禁带宽度为3.37 ev,室温下激子束能为60 meV,是制作短波长激光器以及紫外探测器的理想材料。实验上常用Cu、Ag催化剂制备ZnO。在ZnO生长过程中Cu、Ag的催化作用一直是研究的热点,因此理论上研究Cu、Ag对ZnO(0001)表面吸附氧的影响具有十分重要的意义。本文基于度泛函理论的第一性原理的计算方法,首次系统研究了Cu、Ag对ZnO(0001)表面吸氧的影响。 首先,采用基于密度泛函理论(DFT)的VASP程序包对体材料ZnO的晶格常数进优化,并对ZnO的电子结构进行研究,得到ZnO与实验相符合的结果。 其次,本文研究了Cu对O在ZnO(0001)面上吸附的影响。对Cu、O原子分别在O(0001)表面吸附和共吸附几种吸附体系的形成能计算结果表明:(1)Cu原子的存在增了氧在ZnO(0001)表面的吸附能力;(2)Cu、O原子在ZnO(0001)表面共存的稳定结构Cu原子恒处在ZnO体系的最上面,此时,氧原子位于ZnO外延生长位置Top位,Cu起很好的催化剂作用。为了探讨Cu作催化剂生长的ZnO中是否含有Cu杂质,本文进一步究了Cu/ZnO(0001)-(2x2)体系中Cu原子置换衬底表面的Zn原子。计算得到Cu与衬底表Zn原子的交换使体系的能量增加,说明在ZnO生长过程中,Cu不易替代ZnO中的Zn子,表明Cu作催化剂生长的ZnO不含Cu杂质,这与实验结果一致。 最后研究了Ag对O在ZnO(0001)面上吸附的影响。对Ag、O原子分别在ZnO(0001)表吸附和共吸附几种吸附体系的形成能计算结果表明:(1)Ag原子的存在增强了氧在O(0001)表面的吸附能力;(2)Ag、O在ZnO(0001)表面共存的稳定结构是Ag原子恒处ZnO体系的最上面,此时,氧原子吸附在ZnO外延生长的位置,Ag起到很好的催化剂用,这与实验结果相符合。
其他文献
本文利用半经典闭合轨道理论结合含时微扰方法,分别研究了短脉冲激光和含时射频(rf)场对原子回归谱的调制作用.主要完成了以下几个方面的工作: (1)采用半经典闭合轨道理论
本论文用角分辨的快电子能量损失谱仪,研究了Ar原子价壳层高激发态的广义振子强度。同时针对仪器装置中的供气系统以及半球分析器中的补偿板做了一些改进。 在第一章中,首先
随着国际经济文化合作交流的日益增多,国家对高级翻译人才的需求不断增加.全国范围内的高校对英语口译人才培养模式越来越受到瞩目.东部以及沿海地区高校培养模式更为成熟,英