单分子吸附在Cu(100)表面上的振动谱及其STM图像模拟

本文利用第一性原理方法对乙炔 (C2 H2 )、苯 (C6H6)和吡啶 (C5H5N)及其离解物 (CCH、C6H4和C5H4 N等 )吸附在Cu( 1 0 0 )表面时C—H伸缩振动频率进行了理论计算 ,同时还计算了H被D替代时的C—D伸缩振动频率 ,理论计算结果与STM IETS给出的测量值相当吻合。基于Tersoff Hamann理论模型 ,本文还模拟出这些小分子吸附在Cu( 1 0 0 )表面的STM图像 。

可控单键生成和表征的第一性原理研究

WilsonHo等人利用扫描隧道显微镜 (STM)针尖对吸附在Ag( 1 1 0 )表面的Fe、Cu原子和CO分子进行操纵 ,并让一个或两个CO分子与金属原子成键。本文使用团簇模型对此体系进行了密度泛函研究 ,得到体系吸附构型 ,模拟其STM图像 ,并计算出了实验测量到的振动频率 ,同时预言了CO在另外四种金属表面的吸附构型和C—O伸缩振动频率。这六种金属可以按照其d轨道是否充满分为两类 。

第一过渡金属酞菁分子的电子结构的第一性原理计算

对第一过渡金属酞菁化合物 (MetalPhthalocyanine,MPc,M =Sc,Ti,V ,Cr,Mn ,Fe ,Co ,Ni和Cu)的电子结构和基本物理化学性质进行了第一性原理计算 .理论模拟出来的STM图像表现出亚分子结构 ,与已有的实验观察结果相当吻合 ,且跟金属原子的d电子组态明显有关 .在小偏压条件下 ,第一过渡金属首尾端ScPc ,NiPc和CuPc分子的中央金属离子在STM图像表现为空洞 ,其他所有金属酞菁分子的中央金属离子均为亮斑 .同时还研究了ScPc和NiPc分子的STM图像与偏压的关系 ,当针尖偏压分别大于 - 0 8V和 0 7V时 ,ScPc和NiPc分子中金属离子在STM图像中不再是空洞 ,而变为突起 .计算结果表明当费米能级附近的金属酞菁分子轨道含有显著的dz2 成分时 ,中心金属离子在STM图像中为突起的亮斑 ,当显含dz2 的能级与费米能级的相对距离大于偏压值时 。

Graphene功能分子在HOPG上自组装结构的密度泛函研究

Graphene自组装超分子结构,是指FTBC-Cn(n=4,6,8,12)分子有序自组装在高定向裂解石墨(HOPG)上形成的自组装超分子结构,是一种新型二维固体表面材料.其中FTBC-Cn分子是由三角形扶手椅型graphene每边添加2条含有n(n=4,6,8,12)个C原子的烷基链所形成具有曲面结构的一种分子.采用密度泛函理论及第一性原理方法,在不同温度(0 K,298K,333 K和353 K)下,模拟FTBC-Cn自组装超分子结构STM实验图像(即电子态密度分布):室温下,模拟结果与实验结果吻合较好,同时模拟预测了0 K,333 K和353 K下的STM图像.由此分析了其电子态密度分布在不同温度下的稳定性.结果表明将独立FTBC-Cn分子有序自组装在HOPG衬底上,设计出一种不同温度下微观构型和电子态密度分布稳定的自组装超分子结构.并且改变FTBC-Cn分子烷基链的长度,可以调节和控制自组装超分子的微观构型.