ag在si表面吸附的第一性原理研究-华南师范大学学报.pdf

华南师范大学学报 （自然科学版） ２０１４年９月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＣＨＩＮＡＮＯＲＭＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ 第４６卷第５期 　　　　　　　　　　　 Ｓｅｐ．２０１４ 　　　　　　　　　　　 （ＮＡＴＵＲＡＬＳＣＩＥＮＣＥＥＤＩＴＩＯＮ） 　Ｖｏｌ．４６　Ｎｏ．５ 文章编号：１０００－５４６３（２０１４）０５－００４９－０５ Ａｇ在 Ｓｉ表面吸附的第一性原理研究 １ １ １ ２ １ １ 张　苗 ，侯贤华 ，王基蕴 ，赵灵智 ，胡社军 ，汝　强 （１．华南师范大学物理与电信工程学院，广东省量子调控工程与材料重点实验室，广州５１０００６； ２．华南师范大学光电子材料与技术研究所，广州５１０００６） 摘要：采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法计算优化了Ａｇ原子在硅惯习面Ｓｉ（１１１）和Ｓｉ（２２０）晶面 的最佳吸附位置，并计算了Ａｇ／Ｓｉ（１１１）和Ａｇ／Ｓｉ（２２０）体系的表面吸附能和表面态电子结构．研究表明：Ｓｉ基表面 Ａｇ原子的最稳定吸附居于Ｓｉ（２２０）晶面的穴位，此时的吸附能最低，其值为５２５６９ｅＶ，属于强化学吸附；同时由于 在Ａｇ／Ｓｉ（２２０）体系中，Ａｇ４ｄ轨道和表面态Ｓｉ３ｓ、３ｐ轨道电子的强相互作用，以及Ａｇ４ｐ轨道的电子云强偏向于Ｓｉ ３ｓ、３ｐ轨道使得体系的能隙宽度变窄，导电性急剧增大． 关键词：表面吸附；Ａｇ／Ｓｉ（１１１）；Ａｇ／Ｓｉ（２２０）；第一性原理 中图分类号：Ｏ７８　　　文献标志码：Ａ　　　ｄｏｉ：１０．６０５４／ｊ．ｊｓｃｎｕｎ．２０１４．０６．０４１ ＦｉｒｓｔＰｒｉｎｃｉｐｌｅｓＳｔｕｄｙｏｆＡｇＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｎＳｉＳｕｒｆａｃｅｓ １ １ １ ２ １ １ ＺｈａｎｇＭｉａｏ，ＨｏｕＸｉａｎｈｕａ ，ＷａｎｇＪｉｙｕｎ，ＺｈａｏＬｉｎｇｚｈｉ，ＨｕＳｈｅｊｕｎ，ＲｕＱｉａｎｇ （１．ＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＱｕａｎｔｕｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＱｕａｎｔｕｍＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０００６，Ｃｈｉｎａ；２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０００６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆＡｇｏｎＳｉ（１１１）ａｎｄＳｉ（２２０）ｃｒｙｓｔａｌｓｕｒｆａｃｅｓｉｓｓｔｕｄｉｅｄｂｙｆｉｒｓｔｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ．Ｐｒｅｆｅｒｒｅｄ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｓｉｔｅｓ，ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙ，ｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅＡｇ／Ｓｉ（１１１）ａｎｄＡｇ／Ｓｉ （２２０）ｓｙｓｔｅｍｓａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｓｅｐａｒａｔｅｌｙ．ＩｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔＡｇｉｓａｄｓｏｒｂｅｄｏｎｔｈｅＳｉ（２２０）ｈｏｌｌｏｗｓｉｔｅｍｏｒｅｆａｖｏｒａｂｌｙ ｔｈａｎｏｎｔｈｅｏｔｈｅｒｓｉｔｅｓａｎｄｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙｏｎｔｈｅＳｉ （２２０）ｈｏｌｌｏｗｓｉｔｅｉｓ５２５６９ｅＶ，ｂｅｌｏｎｇｉｎｇｔｏ ａｓｔｒｏｎｇｃｈｅｍｉｃａｌａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ；ｔｈｅｂｏｕｎｄｓｗｏｕｌｄｂｅｆ