CO分子在Cu(111)表面吸附及Cl原子在硅烯表面吸附的STM研究.pdf

1、世界上80％的催化作用是氣體-固體催化，這其中就涉及到氣體與固體的表面之間的相互作用。由于CO在過渡金屬上的吸附活化對(duì)CO的催化過程的重要作用,一直以來CO的吸附是廣泛研究的課題。本論文通過掃描隧道顯微鏡（STM）研究CO在Cu（111）上的吸附結(jié)構(gòu)。
　　通過在超高真空系統(tǒng)中長時(shí)間的吸附，CO在Cu（111）上吸附出各種結(jié)構(gòu)。當(dāng)吸附時(shí)間較短時(shí)，CO最先在Cu的缺陷附近吸附。隨著吸附時(shí)間的增加，在液氮溫度，CO在Cu（111）上形

2、成（4×4）的六角結(jié)構(gòu)和（6×6）兩種結(jié)構(gòu)，但是，兩種結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，兩種結(jié)構(gòu)之間可以相互轉(zhuǎn)化。在液氦溫度下，CO在Cu（111）上形成(√3×√3)R300六角和（4×4）蜂窩狀兩種結(jié)構(gòu)，但是在（4×4）的蜂窩狀結(jié)構(gòu)中發(fā)生了相變，出現(xiàn)了籌界，并且籌界之間的夾角為600和1200兩種。
　　硅烯與石墨烯類似，由于其與目前硅基半導(dǎo)體工業(yè)良好的兼容性和材料易于處理的優(yōu)勢，在電子工業(yè)應(yīng)用方面有良好的前景。翹曲的硅烯是一種零帶隙的半導(dǎo)體，由于

3、其電荷載流子為無質(zhì)量的費(fèi)米子，能帶線性的穿過費(fèi)米能級(jí)。這種極高的載流子遷移率使得硅烯能夠成為理想的材料，尤其是在場效應(yīng)管方面。然而，和體硅相比，硅烯中的表面硅原子是未飽和的。這樣硅烯的活性表面可以通過吸附其他原子來使懸掛鍵飽和，最終達(dá)到穩(wěn)定。在本篇論文中，通過STM研究Cl原子在Ag（111）面上單層硅烯的吸附。
　　利用分子束外延的方法，我們?cè)贏g（111）襯底上通過外延生長Si制備出硅烯。根據(jù)襯底溫度和覆蓋度的不同，硅烯有多重

4、結(jié)構(gòu)。在這些相中，Ag（4×4）或silicene（3×3）是最簡單，也是最容易理解的，因此我們?cè)谶@種相上進(jìn)行了吸氯實(shí)驗(yàn)。根據(jù)Cl的覆蓋度的不同，Cl原子吸附在不同的硅原子上。當(dāng)Cl的覆蓋度比較低時(shí)，Cl原子吸附在silicene（3×3）中向上翹曲的6個(gè)Si原子上，且對(duì)這6個(gè)Si原子無選擇性的吸附。當(dāng)Cl的覆蓋度較高，達(dá)到飽和時(shí)，翹曲的Si原子重新排列，造成silicene（3×3）單胞的明顯移動(dòng)，但是Si的橫向位置沒有改變；這樣，原