苯和氯苯在si1117215;7表面化學(xué)吸附行為的理論研究

1、復(fù)旦大學(xué)碩士學(xué)位論文苯和氯苯在Si（111）-7×7表面化學(xué)吸附行為的理論研究姓名：李艷茶申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：物理化學(xué)指導(dǎo)教師：范康年2002.5.10A b s t r a c tT h e r e a r e i n c r e a s i n g u s a g e so f c a l c u l a t i o n s a m o n gs u r f a c es c i e n t i s t s f o r

2、 s t u d y i n go f t h ec h e m i c a l r e a c t i o n s o n s i l i c o n s u r f a c e s r e c e n t l y T h ea d s o r p t i o n o fo r g a n i c m o l e c u l e s o ns i l i c o n s u r f a c e s h a s r e c e n t

3、l y b e c o m e a n i n c r e a s i n g l y i m p o r t a n t a s p e c t o f t h e s u r f a c em o d i f i c a t i o n i nm i c r o e l e c t r o n i c sa n ds e n s i n gt e c h n o l o g y I t i s p o s s i b l et od

4、 e s i g n a n d c r e a t eo r g a n i co rs o l i di n t e r f a c e sw i t h c o m b i n e d c h e m i c a l ，p h y s i c a l a n db i o l o g i c a lf u n c t i o n a l i t i e sb ys u r f a c e m o d i f i c a t i o

5、 n s T h e r e f o r e ，t h e r e a r e g r o w i n ge f f o r t s d e d i c a t e d t o t h e f u n d a m e n t a lu n d e r s t a n d i n go ft h em o l e c u l a r a d s o r p t i o no ns i l i c o ns u r f a c e ．B u

6、 tf e w t h e o r e t i c a lc a l c u l a t i o n sh a v eb e e nr e p o s e dt ou n d e r s t a n d t h e e x p e r i m e n ta b o u t t h e o r g a n i c m o l e c u l a ra d s o p t i o no nS i ( 11 1 ) 一7 ×7 s

7、u r f a c eW eh a v e s t u d i e d t h e b e n z e n e a n d c h l o r o b e n z e n e a d s o r p t i o n o n S i ( 11 1 ) 一7 x 7 s u r f a c es y s t e m l yw i t ha c c u r a t ea bi n t i oa n d d e n s i t yf u n c

8、 t i o n a lt h e o r ym e t h o d ．T h e m a i nw o r k so f t h ep r e s e n tp a p e ri n c l u d et h ef o l l o w i n gp a n s ：1 ．At h e o r e t i c a lm o d e l l i n ga p p r o a c hu s i n gs m a l la n d l a r

9、g es i l i c o n c l u s t e r sr e s p e c t i v e l yh a sb e e ne m p l o y e di nt h ei n v e s t i g a t i o no f t h ec h e m i s o r p t i o ns t a t eo fb e n z e n eo n t h eS i ( 11 1 1 —7X 7s u r f a c e T h r

10、 e ep o s s i b l e b i n d i n gs t a t e sw e r ec a l c u l a t e da tb o t hH Fa n dD F T l e v e l sa sw e l la sO N I O M ( H F ：A M l ) a n dO N I O M ( B 3 L Y P ：A M l ) m e t h o d s 1 ，4 d i —a s t a t ew a sf

11、 o u n dt ob et h ee n e r g e t i c a l l yp r e f e r r e d s t a t e ．T h es i z e e f f e c to f c l u s t e rh a s t ob ec o n s i d e r e df o rt h e u n s t a b l em o n o - ob i n d i n gs t a t e ．A n d B 3 L Y

12、Pm e t h o dh a s m u c hm o r e a c c u r a c yt h a n i - t F m e t h o di na d s o r p t i o n e n e r g y ．F r e q u e n c y c a l c u l a t i o n r e s u l t s ，m a t c h i n g v e r yw e l l w i t h t h e H R E E L

13、 So b s e r v a t i o n s ，f u r t h e rc o n f i r m t h e 1 ，4 b i n d i n g s t a t ef o rb e n z e n ec h e m i s o r p t i o n ．N ot r a n s i t i o ns t a t ew a sf o u n d f r o m m o f l o —ab o n d i n g s t a t

14、 et o 1 ，4 b i n d i n gs t a t eb y o u rt h e o r e t i c a lc a l c u l a t i o n ，s o t h e a d s o r p t i o n m e c h a n i s mo fb e n z e n e o nS i ( 1 1 1 1 - 7 ×7s u r f a c ew a sp r o p o s e d I t i s

15、t h a tf i r s t l y b e n z e n e m o l e c u l e s i s w e a k l y t r a p p e d i n t o a m o n o ·o b o n d i n g p r e c u r s o r s t a t e ．s u b s e q u e n td e c a y i n g i n t o a s t a b l ed i —ob o n

16、d e d c h e m i s o r b e ds t a t e ．2 ．T h ec h l o r o b e n z e n ea d s o r p t i o n o nt h es i l l l - 7 x 7 s u r f a c e w a ss t u d i e dw i t h t h e D F T ／B 3 L Y Pm e t h o dc o m b i n e dw i t ht h ec l

17、 u s t e rm o d e l ，S i g H l 2 c l u s t e ri n c l u d i n gan e i g h b o r i n ga d a t o ma n d r e s tp a i r ．B o t hu n f a u l t e da n d f a u l t e d h a l v e sw e r ec o n s i d e r e d ．A l lp o s s i b l

18、ea d s p e c i e sw e r ei n v e s t i g a t e di n o u rf o u rf i n d so fd i f f e r e n ts i l i c o n c l u s t e rp a i r s ，u n f a u l t e dc e n t e ra d a t o m —r e s ta t o mp a i r ( C e U ) ，u n f a u l t e

19、 dc o m e r a d a t o m - r e s ta t o m p a i r ( C o u ) ，f a u l t e dc e n t e ra d a t o m - r e s ta t o mp a i r ( C e F ) ，f a u l t e dc o m e ra d a t o m - r e s ta t o mp a i f f C o F ) t h ez e r o - p o i

20、n t e n e r g y 陀P E ) c o r r e c t i o nw a s e x e c u t e d ．T h er e s u l t ss h o w e d t h a t t h ed i - aa d s o r p t i o ns t a t ew a s t h em o s t s t a b l e ．s p e c i a l l yt h e2 , 5s t a t ew h e t h