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金红石型TiO2(110)表面性质及STM形貌模拟

肖 冰 冯 晶 陈敬超 严继康 甘国友

金红石型TiO2(110)表面性质及STM形貌模拟

肖 冰, 冯 晶, 陈敬超, 严继康, 甘国友
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出版历程
  • 收稿日期:  2007-05-07
  • 修回日期:  2007-07-14
  • 刊出日期:  2008-03-05

金红石型TiO2(110)表面性质及STM形貌模拟

  • 1. (1)昆明理工大学材料与冶金工程学院,昆明 650093; (2)昆明理工大学稀贵及有色先进材料教育部重点实验室及云南省新材料制备与加工重点实验室,昆明 650093; (3)昆明理工大学稀贵及有色先进材料教育部重点实验室及云南省新材料制备与加工重点实验室,昆明 650093;昆明理工大学材料与冶金工程学院,昆明 650093
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:50361003)和云南省自然科学基金重点项目(批准号:2006E003Z)资助的课题.

摘要: 采用密度泛函理论从头计算了金红石型TiO2(110)表面的相关性质,切片模型含有9层原子,采用化学整比表面结构,晶胞真空层厚度为1.5nm,原子价电子采用超软赝势表达.差分电子密度分布图发现原子附近区域电子密度分布以球对称为主,电子定域形成离子键的趋势较强,但在Ti和O原子之间存在较弱的共价键.模拟了金红石型TiO2(110)表面结构的扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscope,简称STM)图像,利用Tersoff-Hamann的成像理论,在+2V的正向偏压下,采用一系列变化的数值作为STM探针离表面桥式氧的距离,分析了相关态密度的变化,发现(110)表面的STM形貌凸起部分来自于5—Ti原子,而不是2—O原子(桥式氧),在TiO2(110)表面结构成像中,电子效应起主导作用,证实了STM实验观察到的亮行是Ti原子的结果.

English Abstract

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