發(fā)布時(shí)間：2021-10-11 09:44

　　Si（100）-2×1和Ge（100）-2×1面的表面修飾在化學(xué)傳感器,分子電子學(xué),納米刻蝕等領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用,因此吸引了科學(xué)界的廣泛關(guān)注。在過去的三十多年中,對(duì)于Si/Ge（100）表面化學(xué)的研究主要集中在無(wú)機(jī)、有機(jī)分子、金屬原子和襯底Si=Si/Ge=Ge二聚體的反應(yīng)上,比較典型的如環(huán)加成反應(yīng),親核、親電反應(yīng),芳香性分子的吸附,自組裝等,鮮有文章論述偶極作用對(duì)分子在Si/Ge（100）面吸附熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的影響。我們知道大部分分子是有極性的,最典型的如NH₃（1.47 D）,H₂O（1.85 D）和HF（1.91 D）。它們?cè)赟i/Ge（100）面的吸附過程中,分子和襯底之間的相互作用（包括配位作用和靜電作用）,以及分子間相互作用（氫鍵）同時(shí)存在,這會(huì)使反應(yīng)變得非常復(fù)雜,而厘清它們對(duì)分子吸附和解離的影響對(duì)于加深我們對(duì)Si/Ge（100）表面特性的理解具有非常重要的意義。因此,本文中我們采用第一性原理研究了NH₃,H₂O和HF三種典型的極性分子在Si/Ge（100）面的吸附和解離。我們發(fā)現(xiàn)氫鍵和... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：118 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

(a)Si(100)面有機(jī)分子的生長(zhǎng)[3]

(a) (b)圖 1-2 (a)分子電子器件截面示意圖。(b)自組裝兩種不同長(zhǎng)度的硫醇分子的 Si(，以及 H 終端 Si(100)面的 V-I 曲線[7]。歌公司研發(fā)的 AlphaGo 和韓國(guó)棋手李世石九段的五番棋較量將人工智能推向一個(gè)的高度[8]�？茖W(xué)家坦言目前計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力是限制人工智能的一個(gè)突出瓶頸。算機(jī)的計(jì)算能力意味著芯片中晶體管的集成度要進(jìn)一步提高。目前在小于一平方芯片上晶體管的集成數(shù)量已經(jīng)達(dá)到了 108數(shù)量級(jí)[9]。據(jù)報(bào)道，在 2016 年半導(dǎo)體制將進(jìn)入 14nm 時(shí)代[10]，這意味著電子器件將接近單分子或原子的尺寸。如果我們子、分子尺度對(duì)半導(dǎo)體表面做一定的化學(xué)修飾，從而達(dá)到調(diào)控表面的物理、化學(xué)會(huì)顯得特別有意義。在過去三十年中，科學(xué)家通過自組裝技術(shù)將一些功能性的有嫁接到半導(dǎo)體材料表面，賦予其新的電、光、催化等性質(zhì)和功能。例如 2008 年rgel-Hackett 等人[7]在 Si(100)表面自組裝生長(zhǎng)了一層硫醇分子薄膜，然后通過熱

5圖 1-3 (a)Si/Ge 體結(jié)構(gòu)[3]，每個(gè) Si/Ge 原子和四個(gè)最近鄰共價(jià)成鍵，呈四面體構(gòu)型。(b)Si=Si 二聚體，電荷從 Sidown轉(zhuǎn)移到 Siup原子。Ge=Ge 二聚體的情形相似。(c)-(e) c(4×2)，p(2×2)和 p(2×1)重構(gòu)表面，虛線框代表最小重復(fù)單元。(f)常溫下，Si(100)面 STM 圖像[24]。


本文編號(hào)：3430266