金屬表面上的納米結(jié)構(gòu)因其有著重要的科學(xué)意義和潛在的應(yīng)用價(jià)值而受到了人們的廣泛關(guān)注。近年來(lái),隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)和計(jì)算理論的不斷發(fā)展,人們現(xiàn)在已經(jīng)能夠在分子尺度上對(duì)它們進(jìn)行制備和分析。本論文選取表面水結(jié)構(gòu)和單分子轉(zhuǎn)子這兩種典型的納米結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,以掃描隧道顯微鏡和密度泛函理論為工具,研究了它們?cè)诮饘俦砻嫔系奈胶托再|(zhì)。研究金屬表面上的水納米結(jié)構(gòu)不僅是理解水和冰性質(zhì)的必要前提,也有助于解決一些實(shí)際問題,如環(huán)境保護(hù)（水污染）、潔凈能源（分解水制造氫氣）等。經(jīng)過(guò)多年的努力,人們對(duì)于金屬表面水結(jié)構(gòu)的微觀細(xì)節(jié)已經(jīng)有了大致的理解。單個(gè)水分子通過(guò)1b₁分子軌道與金屬表面發(fā)生相互作用,傾向于采取平躺的方式吸附于這些金屬原子的頂位,而且水―金屬相互作用越強(qiáng)吸附的高度越低。在水團(tuán)簇中,水―金屬相互作用和氫鍵是相互競(jìng)爭(zhēng)的。正是兩者的競(jìng)爭(zhēng)才導(dǎo)致了金屬表面上各種水結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)。特別是在水的六聚體中,水―金屬相互作用越強(qiáng)水分子間的高度差越明顯。此外,在不同金屬上水雙層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性也是不同的。過(guò)去的研究主要集中在銅、銀、釕、鈀、鉑等金屬表面上,而對(duì)于半金屬鉍（Bi）和金屬鎘（Cd）表面上水的吸附結(jié)構(gòu)和性... 

【文章來(lái)源】：西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：89 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

人工納米結(jié)構(gòu)

圖 1.2 表面上單個(gè)水分子的研究。（a）水在 Pd(111)表面上的吸附、擴(kuò)散以及團(tuán)簇的形成[25]；（b）NaCl(001)表面上水單體的軌道分辨圖[26]

1.3 不同金屬上的水納米結(jié)構(gòu)[28]。（a）Ag(111)表面上的水團(tuán)簇; （b）-（d）Ru(0001)、Cu(11111)表面上的一維結(jié)構(gòu)；（e）Pt(111)表面上水的一維結(jié)構(gòu)；（f）-（h）Pt(111)、Cu(111)表面的二維結(jié)構(gòu)除了單個(gè)水分子，人們對(duì)表面水團(tuán)簇和水的亞單層結(jié)構(gòu)也進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)和究[27-53]。自 2002 年 K. Morgenstern 等人在 Ag(111)表面上首次得到水六聚體的高27]之后，人們陸續(xù)在金屬表面上發(fā)現(xiàn)其他各種小團(tuán)簇以及各種周期性的亞單層結(jié)表性的有：2008年，K. Morgenstern小組和M. Salmeron小組分別在Ag(111)和Ru(0面上觀察到了水的九聚體等小團(tuán)簇[46, 48]，如圖 1.3（a）、（e）所示；M. Tatarkhano

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]分子尺度上水和金屬表面的相互作用[J]. 孟勝,王恩哥.  物理. 2011(05)



本文編號(hào)：3532731