Ga原子在GaAs表面吸附行為及納米溫度計的研究.pdf

1、本文主要由兩部分組成：A)單個Ga原子在GaAs(001)β 2(2×4)As-rich表面遷移行為的研究。B)碳納米管中Ga的膨脹行為的理論研究. 在第一部分中，我們利用經(jīng)驗勢的方法計算給出了Ga原子以及As原子在GaAs(001)β2(2×4)．As-rich表面進行遷移時的勢能面。根據(jù)我們的計算，我們找到的Ga原子在該表面上的能量較低的吸附位，這些吸附位與實驗上得到的一致。此外，我們還發(fā)現(xiàn)了Ga原子在該表面上進行遷移的可能

2、的路徑。根據(jù)這些可能的遷移路徑上的相對吸附能，我們發(fā)現(xiàn)Ga原子更喜歡沿著平行于表面上的As原子對的兩條路徑進行遷移。對于這個結(jié)論，我們可以用Ga原子在各遷移路徑上所受的應(yīng)力來解釋。而As原子在GaAs(001)β2(2×4)As-rich表面進行遷移的情況則比較簡單。幾乎所有相對吸附能量較低的吸附位都集中在表面As原子對的兩側(cè)，從而形成了平行表面As原子對的兩條遷移路徑。另外，我們還對Ga原子在有限溫度下在該表面上進行遷移的動力學過程進

3、行了模擬計算。計算結(jié)果與實驗也是定性相符的。 在第二部分中，我們主要研究了Ga在碳納米管中的熱膨脹行為。我們首先介紹了關(guān)于納米溫度計的概念，以及納米溫度計所使用的材料。緊接著我們構(gòu)造了C-Ga之間的相互作用的勢。然后將p相的Ga填入碳納米管中。對體系進行有限溫度下的動力學模擬。所計算得到Ga在碳納米管中的膨脹系數(shù)，其結(jié)果與實驗值接近。我們發(fā)現(xiàn)炭納米管中Ga柱的長度隨溫度的變化基本是線性的，這一結(jié)果有可能為納米溫度計的制備提供理