金紅石型TiO-,2-(110)表面掃描隧道顯微術(shù)研究.pdf

1、掃描隧道顯微鏡(STM)作為一種極為重要的科學(xué)研究工具，在物理、化學(xué)、材料、生物等科學(xué)領(lǐng)域中有非常廣泛的應(yīng)用，在本論文中，我們利用低溫超高真空STM和變溫超高真空STM研究了單晶TiO2(110)表面性質(zhì)和分子吸附，同時(shí)也利用針尖對(duì)表面氧空位進(jìn)行調(diào)控。 在第一章中，我們首先介紹了掃描隧道顯微學(xué)的基本原理和論文實(shí)驗(yàn)部分所使用的低溫超高真空STM的結(jié)構(gòu)與工作原理，并以表面科學(xué)體系為例討論了掃描隧道顯微學(xué)對(duì)表面體系的各種分析方法和研究

2、手段．同時(shí)我們也簡(jiǎn)單介紹了理論計(jì)算所用到的密度泛函理論． 在第二章中，我們介紹了TiO2這種材料的催化特性和廣泛應(yīng)用．并且仔細(xì)分析了金紅石型TiO2(110)表面結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，以及在不同處理?xiàng)l件下獲得的不同結(jié)構(gòu)的(110)表面．為后續(xù)實(shí)驗(yàn)提供重要參考． 在第三章中，仔細(xì)研究了TiO2(110)表面與水分子的相互作用，清楚地了解到作為水分子在氧空位處的直接反應(yīng)產(chǎn)物橋氧羥基在TiO2表面的性質(zhì)和意義，分析了水分子在表面的分解過(guò)

3、程，以及羥基在表面形貌反轉(zhuǎn)特性，為羥基和氧空位在表面的辨別提供了一種重要方法． 在第四章中，我們利用STM針尖的誘導(dǎo)，制備了TiO2(110)表面一種新型的缺陷結(jié)構(gòu)-氧空位對(duì)，氧空位對(duì)不僅對(duì)表面氧空位的擴(kuò)散遷移起到媒介作用，還具有高于單氧空位的化學(xué)反應(yīng)活性，同時(shí)氧空位對(duì)遷移過(guò)程中的中間態(tài)有助于我們了解表面原子，分子擴(kuò)散和反應(yīng)的機(jī)制，對(duì)理解TiO2(110)表面的催化反應(yīng)具有重要意義。 第五章中，我們簡(jiǎn)單介紹了一些氣態(tài)簡(jiǎn)單