鉛基合金薄膜量子生長(zhǎng)模式及表面偏析的第一性原理研究.pdf

1、本文采用基于密度泛函理論的第一性原理方法研究了不同價(jià)態(tài)金屬元素?fù)诫s對(duì)Pb薄膜穩(wěn)定性的調(diào)制，以及Friedel振蕩對(duì)合金表面偏析的影響。研究?jī)?nèi)容主要分為以下三個(gè)部分:
　　1.研究了Bi元素不同摻雜濃度對(duì)Pb(111)薄膜穩(wěn)定性的調(diào)制，主要得到以下幾點(diǎn)結(jié)論:摻入Bi元素，形成“類(lèi)n型”摻雜（摻雜元素價(jià)電子數(shù)目大于Pb原子），Pb薄膜仍能夠表現(xiàn)出較強(qiáng)的量子尺寸效應(yīng)，穩(wěn)定性表現(xiàn)出奇偶振蕩的規(guī)律，隨著雜質(zhì)濃度的增加，拍頻周期逐漸增加;與未

2、摻雜Pb薄膜相比，量子尺寸效應(yīng)減弱;襯底不改變合金薄膜的雙層生長(zhǎng)模式，拍頻效應(yīng)仍然存在，拍頻周期不變，但奇-偶轉(zhuǎn)變點(diǎn)位置發(fā)生改變。
　　2.研究了不同價(jià)態(tài)金屬元素對(duì)自由Pb(111)薄膜穩(wěn)定性的調(diào)制，主要得出以下幾個(gè)結(jié)論:摻雜元素種類(lèi)不影響Pb(111)薄膜的雙層振蕩生長(zhǎng)模式;在相同摻雜比例的情況下，量子尺寸效應(yīng)只與價(jià)電子電子數(shù)目有關(guān)，與原子半徑及晶格常數(shù)無(wú)關(guān);隨著摻雜金屬元素價(jià)電子數(shù)目變化，拍頻周期呈現(xiàn)出“余弦函數(shù)模式”:(1)

3、“類(lèi)n型”摻雜，五價(jià)元素符合自由電子模型，但隨著價(jià)電子數(shù)目的增加，拍頻周期先變大隨后減小，逐漸偏離自由電子模型。(2)“類(lèi)p型”摻雜，三價(jià)元素符合自由電子模型，但隨著價(jià)電子數(shù)目的減少，拍頻周期逐漸變大，偏離自由電子模型。(3)不符合自由電子模型的合金薄膜轉(zhuǎn)變點(diǎn)位置存在明顯相移，而符合自由電子模型的則不存在相移。
　　3.研究了Friedel振蕩對(duì)二元合金表面偏析的影響，發(fā)現(xiàn)在表面層以下，基體元素的Friedel振蕩決定各層的偏析行