本文關(guān)鍵詞：Au原子吸附對(duì)硅烯表面活性的影響

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【摘要】：本文主要采用第一性原理密度泛函理論的計(jì)算方法,對(duì)硅烯的物理性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的理論研究。主要運(yùn)用VASP軟件模擬了Au吸附在硅烯上整個(gè)系統(tǒng)作為基底,研究其表面上吸附CO分子、O2分子、C原子、N原子、O原子的性質(zhì)與它們直接吸附在硅烯(silicene)的表面上進(jìn)行比較,得出Au吸附在硅烯上對(duì)其表面的活性的影響。經(jīng)過模擬計(jì)算發(fā)現(xiàn)當(dāng)CO分子直接吸附在硅烯上時(shí)屬于物理吸附,CO與si原子不易成鍵;當(dāng)CO分子吸附在Au/silicene基底上時(shí)屬于化學(xué)吸附,CO中的C原子與si原子結(jié)合成為了共價(jià)鍵。另外經(jīng)過計(jì)算發(fā)現(xiàn)當(dāng)O2分子直接吸附在硅烯上屬于化學(xué)吸附,O2極易與si發(fā)生反應(yīng),O2中的O-O鍵極易斷裂,O原子分別與si原子結(jié)合形成共價(jià)鍵;當(dāng)O2分子吸附在Au/silicene基底上時(shí)屬于化學(xué)吸附,但是吸附能減小了很多。總之,經(jīng)過比較CO、O2直接吸附在硅烯上以及吸附在Au/silicene基底上,發(fā)現(xiàn)當(dāng)Au原子吸附在硅烯上后,原來(lái)無(wú)法吸附在硅烯上的CO可以被吸附在Au/silicene基底上。說(shuō)明Au可以使得一些原本不能被吸附的分子被吸附在Au/silicene表面上,比如CO。同時(shí)發(fā)現(xiàn)Au/Silicene基底在作為CO氧化物的高活性催化劑方面具有可行性,能夠在低溫下催化CO氧化物方面開辟一條新道路。另外,經(jīng)過計(jì)算發(fā)現(xiàn)C、N、O三種非金屬原子分別吸附在硅烯上與分別吸附在Au/silicene基底上相比較時(shí)它們的吸附能減小了。這說(shuō)明了Au原子吸附在硅烯上以后,硅原子和C、N、O三種原子分別作用成為了相互之間作用比較強(qiáng)的共價(jià)鍵。同時(shí)C、N、O三種非金屬原子分別吸附在硅烯上以及Au/silicene基底上上時(shí)最穩(wěn)定吸附位置基本相同。C原子在硅烯及Au/silicene基底上最穩(wěn)定的吸附位在頂位,N、O原子在硅烯及Au/silicene基底上最穩(wěn)定的吸附位在橋位。當(dāng)硅烯吸附C原子、N原子時(shí),硅烯的金屬性由原來(lái)的零帶隙半導(dǎo)體特性變?yōu)閷?dǎo)體性,帶隙增大了很多。但是當(dāng)硅烯吸附O原子后,硅烯的金屬性卻并沒有發(fā)生變化,吸附O原子后的系統(tǒng)與本征硅烯的金屬性相同仍然為零帶隙的半導(dǎo)體。當(dāng)Au/silicene基底吸附C原子、N原子、O原子時(shí),整個(gè)系統(tǒng)的金屬性與本征硅烯的金屬性相比較時(shí)全部都發(fā)生了變化。Au/silicene基底吸附C原子、N原子、O原子后,整個(gè)系統(tǒng)全部都變?yōu)閷?dǎo)體,帶隙增寬了很多�？傊�,由以上分析我們可以得出結(jié)論,經(jīng)過比較C原子、N原子、O原子直接吸附在硅烯上與吸附在Au/silicene基底上,發(fā)現(xiàn)當(dāng)Au原子吸附在硅烯上后,原來(lái)吸附在硅烯上的C原子、N原子、O原子的吸附能相比較于吸附在Au/silicene基底上吸附能降低了。同時(shí)我們還發(fā)現(xiàn)硅烯的能帶結(jié)構(gòu)以及帶隙寬度都可以通過表面吸附不同的非金屬原子來(lái)進(jìn)行調(diào)制。在現(xiàn)實(shí)生活中,人們能夠依據(jù)不同的需求來(lái)比較合適的原子吸附在硅烯的表面,用表面原子吸附的辦法來(lái)調(diào)控硅烯的能帶結(jié)構(gòu),獲得我們理想中的可控性能比較好的半導(dǎo)體器件。
【關(guān)鍵詞】：二維晶體材料 硅烯 物理吸附 化學(xué)吸附 金屬性
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O627.41
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-16
• 1.1 二維材料的簡(jiǎn)介11-14
• 1.1.1 二維晶體材料的發(fā)展背景11-12
• 1.1.2 二維材料的制備12-14
• 1.1.3 二維晶體材料的優(yōu)越性14
• 1.2 本文的研究?jī)?nèi)容14-16
• 2 理論基礎(chǔ)及計(jì)算方法16-29
• 2.1 理論基礎(chǔ)16-26
• 2.1.1 計(jì)算物理學(xué)16
• 2.1.2 第一性原理簡(jiǎn)介16-17
• 2.1.3 密度泛函理論（DFT）17-19
• 2.1.4 DFT計(jì)算的基本要素19-24
• 2.1.5 物理吸附和化學(xué)吸附24-26
• 2.2 計(jì)算方法26-28
• 2.3 計(jì)算軟件簡(jiǎn)介28-29
• 3 O_2、CO吸附在硅烯以及Au/silicene基底的性質(zhì)研究29-45
• 3.1 前言29-30
• 3.2 硅烯的原子結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)30-31
• 3.3 O_2、CO吸附在硅烯上的性質(zhì)研究31-36
• 3.3.1 O_2吸附在硅烯上的性質(zhì)研究31-33
• 3.3.2 CO吸附在硅烯上的性質(zhì)研究33-36
• 3.4 Au原子吸附在硅烯上的性質(zhì)研究36-38
• 3.5 分析Au/silicene作為襯底吸附CO、O_2的具體過程38-43
• 3.6 結(jié)論43-45
• 4 C、N、O原子吸附在硅烯以及Au/silicene基底的性質(zhì)研究45-64
• 4.1 C、N、O吸附在硅烯上的性質(zhì)研究45-54
• 4.1.1 C原子吸附在硅烯的性質(zhì)研究45-48
• 4.1.2 N原子吸附在silicene的性質(zhì)研究48-51
• 4.1.3 O原子吸附在硅烯的性質(zhì)研究51-54
• 4.2 C、N、O原子吸附在Au/silicene基底的性質(zhì)研究54-61
• 4.2.1 C原子吸附在Au/silicene基底的性質(zhì)研究54-57
• 4.2.2 N原子吸附在Au/silicene基底的性質(zhì)研究57-59
• 4.2.3 O原子吸附在Au/silicene基底的性質(zhì)研究59-61
• 4.3 結(jié)論61-64
• 5 結(jié)論與展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 致謝69

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3 方芳,王英,張效巖,張亞非;Au納米粒子在有機(jī)溶劑中的電導(dǎo)行為[J];高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào);2004年10期

4 翟秋閣;司學(xué)芝;李海軍;馬萬(wàn)山;;硫氰酸銨-氯化十六烷基吡啶-水體系浮選分離Au(Ⅲ)的研究[J];光譜實(shí)驗(yàn)室;2011年01期

5 崔夢(mèng)楠;楊曉寧;;超臨界CO_2中表面鈍化Au納米粒子的分子動(dòng)力學(xué)模擬[J];南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年03期

6 賈美林,李常艷,胡瑞生,沈岳年;負(fù)載型Au催化劑的研究進(jìn)展[J];內(nèi)蒙古石油化工;2004年01期

7 張冬柏,齊利民,程虎民,馬季銘;液晶模板法制備Au納米線[J];高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào);2003年12期

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9 矯玉秋;趙昆;;雙核Au配合物激發(fā)態(tài)性質(zhì)的理論研究[J];光學(xué)技術(shù);2008年S1期

10 潘路;王鳳武;張祖德;;鹽酸胍與溴化十六烷基吡啶從堿性氰化液中萃取Au(I)[J];過程工程學(xué)報(bào);2008年04期

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1 刁鵬;侯群超;張琦;;Au納米粒子在微電極表面的電化學(xué)區(qū)域化組裝[A];第十三次全國(guó)電化學(xué)會(huì)議論文摘要集（下集）[C];2005年

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中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 本報(bào)通訊員 陳鎩〈藿，

本文編號(hào)：737588