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α-Al2O3(0001)表面原子缺陷对ZnO吸附影响

李言荣 颜其礼 杨 春 刘永华

α-Al2O3(0001)表面原子缺陷对ZnO吸附影响

李言荣, 颜其礼, 杨 春, 刘永华
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出版历程
  • 收稿日期:  2004-07-17
  • 修回日期:  2004-09-27
  • 刊出日期:  2005-05-10

α-Al2O3(0001)表面原子缺陷对ZnO吸附影响

  • 1. (1)电子科技大学微电子与固体电子学院,成都 610054; (2)四川师范大学固体物理研究所,成都 610068; (3)四川师范大学数学与软件科学学院,成都 610068; (4)中国物理工程研究院化工材料研究所,绵阳 621900
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展规划项目(批准号:51310Z03)和四川省应用基础研究项目(批准号:0 2GY-006)、四川省教育厅重点项目(批准号:2002A086)以及四川省重点学科建设项目(批准 号:SZD0406)资助的课题.

摘要: 采用基于密度泛函理论的分子动力学方法,对α-Al2O3(0001)表面 Al,O原子空位缺陷及其对ZnO吸附进行了理论计算.电子局域函数显示了表面空位处的电子密度变化,表面Al原子空缺处有非常明显的缺电子区域,悬挂键临近O的电子密度增大,有利于对Zn的吸附;O原子空缺处的Al原子处存在孤立电子,其ELF值为005—03,将有利于同电负性较大的O或O2-结合.通过吸附动力学模拟与体系能量的计算发现,表面缺陷显著增强了表面 的化学吸附,空缺原子处都被吸附原子填补,吸附结合能远大于单晶表面的情况.在Al空缺的表面,由于ZnO的O与表面O形成双键,破坏了α-Al2O3(0001)表面O六 角对称结构,减小了 O的表面扩散,从而不利于规则的ZnO薄膜生长.相反,O的空缺表面,弥补了α-Al2O3(0001)表面O空位缺陷,不影响基片表面O六角对称结构.

English Abstract

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