搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

TiO2分子在GaN(0001)表面吸附的理论研究

黄平 杨春

引用本文:
Citation:

TiO2分子在GaN(0001)表面吸附的理论研究

黄平, 杨春

Theoretical research of TiO2 adsorption on GaN(0001) surface

Huang Ping, Yang Chun
PDF
导出引用
  • 采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势法,计算了TiO2分子在GaN(0001)表面的吸附成键过程、吸附能量和吸附位置. 计算结果表明不同初始位置的TiO2分子吸附后,Ti在fcc或hcp位置,两个O原子分别与表面两个Ga原子成键,GaO化学键表现出共价键特征,化学结合能达到7.9327.943eV,OO连线与GaN[1120]方向平行,与实验观测(100)[001] TiO2//(0001)[1120]GaN一致. 通过动力学过程计算分析,TiO2分子吸附过程经历了物理吸附、化学吸附与稳定态形成的过程,稳定吸附结构和优化结果一致.
    The adsorption of molecule TiO2 on GaN(0001) surface is theoretically explored by using a plane wave ultrasoft pseudo-potential method based on the density functional theory. The bonding processing of TiO2molecule on the surface of GaN(0001), the adsorption energy, and the adsorption orientation are investigated. The results indicate that Ti atom is adsorbed on fcc site or on hcp site, and two O atoms are combined with two Ga atoms on the GaN surface after adsorption. The chemical bonding of GaO shows a covalent feature, and the chemical bonding energy is achieved to be 7.9327.943 eV. The OO line directions lie along the GaN [1120] directions, in accordance with experimental reports of (100) [001] TiO2// (0001)[1120] GaN. From ab initio dynamics calculation, the adsorption process can be divided into physical adsorption, chemical adsorption and superficial stable state,and the stable adsorption site is in accordance with the optimized results.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:50942025,51172150)和电子薄膜与集成器件国家重点实验室开放课题(批准号:KFJJ200811)资助的课题.
    [1]

    Youn C J, Jeong T S, Han M S 2003 J. Cryst.Growth. 250 1

    [2]

    Nakamura S, Sench M, Iwasa N 1995 Appl. Phys. Lett. 67 1868

    [3]
    [4]
    [5]

    Cho C R, Hwang J Y, Kim J P, Jeong S Y, Jang M S, Lee W J, Kim D H 2004 Jpn. J.Appl.Phys. 43 L1383

    [6]
    [7]

    Sakai T, Watanabr T, Funaknbo H, Saito K, Osada M 2003 Jpn. J.Appl.Phys. 42 166

    [8]
    [9]

    Posadas A, Yau J B, Ahn C H, Han, Gariglio J S, Johnston K, Rabe K M, Neaton J B 2005 Appl. Phys.Lett. 87 171915

    [10]
    [11]

    Tian W, Vaithyanathan V, Schlom D G, Zhan Q, Chu S Y, Ramesh R 2007 Appl. Phys.Lett. 90 172908

    [12]
    [13]

    Yang S Y, Zhan Q, Yang P L, Cruz M P, Chu Y H, Ramesh R, Wu Y R, Singh J, Tian W, Schlom D G 2007 Appl. Phys.Lett. 91 022909

    [14]
    [15]

    Luo W B, Zhu J, Chen H, Wang X P, Zhang Y, Li Y R 2009 J.Appl.Phys. 106 104120

    [16]
    [17]

    Payne M C, Teter M P, Allan D C, Arias T A, Joannopoulos J D 1992 Rev. Mod. Phys. 64 1045

    [18]

    Clarke L J, tich I, Payne M C 1992 Comput. Phys. Commun. 72 14

    [19]
    [20]
    [21]

    Vanderbilt D 1990 Phys. Rew. B 41 7892

    [22]
    [23]

    Perdew J P, Chevary J A, Vosko S H 1992 Phys. Rew. B 46 6671

    [24]
    [25]

    Perdew J P, Wang Y 1992 Phys. Rev. B 45 13244

    [26]
    [27]

    Rapcewicz K, Nardelli M B, Bemholc J 1997 Phys. Rew. B 56 R12725

    [28]
    [29]

    Rosa A L, Neugebauer J 2006 Phys. Rew. B 73 205346

    [30]

    Sun Q, Selloni A, Myers T H 2006 Phys. Rew. B 74 195317

    [31]
    [32]
    [33]

    Ma X G,Tang C Q,Yang X H 2006 Surf. Rev. Lett. 13 825

    [34]
    [35]

    Yang C, Feng Y F, Yu Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 3553(in Chinese)[杨 春、冯玉芳、余 毅 2009 物理学报 58 3553]

    [36]
    [37]

    Elsner J, Gutierrez R, Hourahine B, Jones R, Haugk M, Frauenheim T 1998 Solid State Commun.108 953

  • [1]

    Youn C J, Jeong T S, Han M S 2003 J. Cryst.Growth. 250 1

    [2]

    Nakamura S, Sench M, Iwasa N 1995 Appl. Phys. Lett. 67 1868

    [3]
    [4]
    [5]

    Cho C R, Hwang J Y, Kim J P, Jeong S Y, Jang M S, Lee W J, Kim D H 2004 Jpn. J.Appl.Phys. 43 L1383

    [6]
    [7]

    Sakai T, Watanabr T, Funaknbo H, Saito K, Osada M 2003 Jpn. J.Appl.Phys. 42 166

    [8]
    [9]

    Posadas A, Yau J B, Ahn C H, Han, Gariglio J S, Johnston K, Rabe K M, Neaton J B 2005 Appl. Phys.Lett. 87 171915

    [10]
    [11]

    Tian W, Vaithyanathan V, Schlom D G, Zhan Q, Chu S Y, Ramesh R 2007 Appl. Phys.Lett. 90 172908

    [12]
    [13]

    Yang S Y, Zhan Q, Yang P L, Cruz M P, Chu Y H, Ramesh R, Wu Y R, Singh J, Tian W, Schlom D G 2007 Appl. Phys.Lett. 91 022909

    [14]
    [15]

    Luo W B, Zhu J, Chen H, Wang X P, Zhang Y, Li Y R 2009 J.Appl.Phys. 106 104120

    [16]
    [17]

    Payne M C, Teter M P, Allan D C, Arias T A, Joannopoulos J D 1992 Rev. Mod. Phys. 64 1045

    [18]

    Clarke L J, tich I, Payne M C 1992 Comput. Phys. Commun. 72 14

    [19]
    [20]
    [21]

    Vanderbilt D 1990 Phys. Rew. B 41 7892

    [22]
    [23]

    Perdew J P, Chevary J A, Vosko S H 1992 Phys. Rew. B 46 6671

    [24]
    [25]

    Perdew J P, Wang Y 1992 Phys. Rev. B 45 13244

    [26]
    [27]

    Rapcewicz K, Nardelli M B, Bemholc J 1997 Phys. Rew. B 56 R12725

    [28]
    [29]

    Rosa A L, Neugebauer J 2006 Phys. Rew. B 73 205346

    [30]

    Sun Q, Selloni A, Myers T H 2006 Phys. Rew. B 74 195317

    [31]
    [32]
    [33]

    Ma X G,Tang C Q,Yang X H 2006 Surf. Rev. Lett. 13 825

    [34]
    [35]

    Yang C, Feng Y F, Yu Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 3553(in Chinese)[杨 春、冯玉芳、余 毅 2009 物理学报 58 3553]

    [36]
    [37]

    Elsner J, Gutierrez R, Hourahine B, Jones R, Haugk M, Frauenheim T 1998 Solid State Commun.108 953

  • [1] 李小林, 袁坤, 何嘉乐, 刘洪峰, 张建波, 周阳. NH3在TaC(0001)表面吸附和解离的第一性原理研究. 物理学报, 2022, 71(1): 017103. doi: 10.7498/aps.71.20210400
    [2] 李小林, 袁坤, 何嘉乐, 刘洪峰, 张建波, 周阳. NH3在TaC(0001)表面吸附和解离的第一性原理研究*. 物理学报, 2021, (): . doi: 10.7498/aps.70.20210400
    [3] 王超, 周艳丽, 吴凡, 陈英才. 高分子链在分子刷表面吸附的Monte Carlo模拟. 物理学报, 2020, 69(16): 168201. doi: 10.7498/aps.69.20200411
    [4] 张恒, 黄燕, 石旺舟, 周孝好, 陈效双. Al原子在Si表面扩散动力学的第一性原理研究. 物理学报, 2019, 68(20): 207302. doi: 10.7498/aps.68.20190783
    [5] 李洪, 艾倩雯, 汪鹏君, 高和蓓, 崔毅, 罗孟波. 外力驱动作用下高分子链在表面吸附性质的计算机模拟. 物理学报, 2018, 67(16): 168201. doi: 10.7498/aps.67.20180468
    [6] 庞宗强, 张悦, 戎舟, 江兵, 刘瑞兰, 唐超. 利用扫描隧道显微镜研究水分子在Cu(110)表面的吸附与分解. 物理学报, 2016, 65(22): 226801. doi: 10.7498/aps.65.226801
    [7] 林文强, 徐斌, 陈亮, 周峰, 陈均朗. 双酚A在氧化石墨烯表面吸附的分子动力学模拟. 物理学报, 2016, 65(13): 133102. doi: 10.7498/aps.65.133102
    [8] 孙建平, 周科良, 梁晓东. B,P单掺杂和共掺杂石墨烯对O,O2,OH和OOH吸附特性的密度泛函研究. 物理学报, 2016, 65(1): 018201. doi: 10.7498/aps.65.018201
    [9] 贺艳斌, 贾建峰, 武海顺. N2H4在NiFe(111)合金表面吸附稳定性和电子结构的第一性原理研究. 物理学报, 2015, 64(20): 203101. doi: 10.7498/aps.64.203101
    [10] 张凤春, 李春福, 张丛雷, 冉曾令. H2S, HS自由基以及S原子在Fe(111)表面吸附的密度泛函研究. 物理学报, 2014, 63(12): 127101. doi: 10.7498/aps.63.127101
    [11] 孙建平, 缪应蒙, 曹相春. 基于密度泛函理论研究掺杂Pd石墨烯吸附O2及CO. 物理学报, 2013, 62(3): 036301. doi: 10.7498/aps.62.036301
    [12] 刘秀英, 李晓凤, 张丽英, 樊志琴, 马兴科. 甲烷在不同分子筛中吸附的理论对比研究. 物理学报, 2012, 61(14): 146802. doi: 10.7498/aps.61.146802
    [13] 袁健美, 郝文平, 李顺辉, 毛宇亮. Ni(111)表面C原子吸附的密度泛函研究. 物理学报, 2012, 61(8): 087301. doi: 10.7498/aps.61.087301
    [14] 吕兵, 令狐荣锋, 宋晓书, 王晓璐, 杨向东, 贺端威. 氧原子在Pt(111)表面和次表层的吸附与扩散. 物理学报, 2012, 61(7): 076802. doi: 10.7498/aps.61.076802
    [15] 蒙大桥, 罗文华, 李赣, 陈虎翅. Pu(100)表面吸附CO2的密度泛函研究. 物理学报, 2009, 58(12): 8224-8229. doi: 10.7498/aps.58.8224
    [16] 杨培芳, 胡娟梅, 滕波涛, 吴锋民, 蒋仕宇. Rh在单壁碳纳米管上吸附的密度泛函理论研究. 物理学报, 2009, 58(5): 3331-3337. doi: 10.7498/aps.58.3331
    [17] 林峰, 郑法伟, 欧阳方平. H2O在SrTiO3-(001)TiO2表面上吸附和解离的密度泛函理论研究. 物理学报, 2009, 58(13): 193-S198. doi: 10.7498/aps.58.193
    [18] 路战胜, 罗改霞, 杨宗献. Pd与CeO2(111)面的相互作用的第一性原理研究. 物理学报, 2007, 56(9): 5382-5388. doi: 10.7498/aps.56.5382
    [19] 曾振华, 邓辉球, 李微雪, 胡望宇. O在Au(111)表面吸附的密度泛函理论研究. 物理学报, 2006, 55(6): 3157-3164. doi: 10.7498/aps.55.3157
    [20] 杨 春, 李言荣, 颜其礼, 刘永华. α-Al2O3(0001)表面原子缺陷对ZnO吸附影响. 物理学报, 2005, 54(5): 2364-2368. doi: 10.7498/aps.54.2364
计量
  • 文章访问数:  7708
  • PDF下载量:  640
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2010-11-30
  • 修回日期:  2011-01-12
  • 刊出日期:  2011-05-05

/

返回文章
返回