ZnO表面及Sn對ZnO（0001）極性表面O吸附影響的第一性原理研究.pdf

1、ZnO作為一種很重要的Ⅱ-Ⅵ氧化物半導體，在表面科學領域一直受到廣泛關(guān)注。自2001年，ZhengWeiPan等在Science上報道了ZnO納米帶的成功制備，低維ZnO'納米結(jié)構(gòu)(如納米線，納米帶等)的研究更是成為熱點。本文就是采用基于密度泛函理論(DFT)的VASP(Viennaab-initioSimulationPackage)程序包首先對ZnO的兩個極性面(000±1)和兩個非極性面(10(1)0)(11(2)0)進行了系統(tǒng)的

2、第一性原理計算，得到ZnO體材料的一些有關(guān)數(shù)據(jù)。交換關(guān)聯(lián)項采用廣義梯度近似(GGA)下的PBE泛函形式，外層離子與內(nèi)層原子芯核的相互作用用投影擴充波(PAW)來描述。 我們隨后還重點研究了ZnO的(0001)極性面對Sn、O(Zn)吸附情況。計算中我們采用的超級原胞模型由10個Zn、O雙層和約15(A)厚的真空層來組成，采用的真空層厚度大于10(A)的目的是為了后面的計算中隨著外來原子的吸附，通過適當減小真空層厚度以保證超級原胞

3、體積一定；原胞表面為理想的(1×1)表面。通過比較幾種吸附體系的總能，我們得到Sn原子在(0001)面上的吸附能力大于O原子，而Zn原子卻很難在此面上吸附存在。在此基礎上我們又計算了Sn、O原子的再次吸附情況。從總能角度我們可以清晰看到：(0001)吸附Sn原子后再次吸附O原子比O原子直接在(0001)面上的吸附更加穩(wěn)定；而(0001)面再次吸附原子后的穩(wěn)定構(gòu)型是(0001)面先吸附O原子再吸附Sn原子的(0001)-O-Sn構(gòu)型，而不