金属表面上有机/无机纳米结构的制备与性质研究

发布时间：2021-12-10 13:43

　　金属表面上的纳米结构因其有着重要的科学意义和潜在的应用价值而受到了人们的广泛关注。近年来,随着实验技术和计算理论的不断发展,人们现在已经能够在分子尺度上对它们进行制备和分析。本论文选取表面水结构和单分子转子这两种典型的纳米结构为研究对象,以扫描隧道显微镜和密度泛函理论为工具,研究了它们在金属表面上的吸附和性质。研究金属表面上的水纳米结构不仅是理解水和冰性质的必要前提,也有助于解决一些实际问题,如环境保护（水污染）、洁净能源（分解水制造氢气）等。经过多年的努力,人们对于金属表面水结构的微观细节已经有了大致的理解。单个水分子通过1b₁分子轨道与金属表面发生相互作用,倾向于采取平躺的方式吸附于这些金属原子的顶位,而且水―金属相互作用越强吸附的高度越低。在水团簇中,水―金属相互作用和氢键是相互竞争的。正是两者的竞争才导致了金属表面上各种水结构的出现。特别是在水的六聚体中,水―金属相互作用越强水分子间的高度差越明显。此外,在不同金属上水双层结构的稳定性也是不同的。过去的研究主要集中在铜、银、钌、钯、铂等金属表面上,而对于半金属铋（Bi）和金属镉（Cd）表面上水的吸附结构和性... 

【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：89 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

人工纳米结构

图 1.2 表面上单个水分子的研究。（a）水在 Pd(111)表面上的吸附、扩散以及团簇的形成[25]；（b）NaCl(001)表面上水单体的轨道分辨图[26]

1.3 不同金属上的水纳米结构[28]。（a）Ag(111)表面上的水团簇; （b）-（d）Ru(0001)、Cu(11111)表面上的一维结构；（e）Pt(111)表面上水的一维结构；（f）-（h）Pt(111)、Cu(111)表面的二维结构除了单个水分子，人们对表面水团簇和水的亚单层结构也进行了大量的实验和究[27-53]。自 2002 年 K. Morgenstern 等人在 Ag(111)表面上首次得到水六聚体的高27]之后，人们陆续在金属表面上发现其他各种小团簇以及各种周期性的亚单层结表性的有：2008年，K. Morgenstern小组和M. Salmeron小组分别在Ag(111)和Ru(0面上观察到了水的九聚体等小团簇[46, 48]，如图 1.3（a）、（e）所示；M. Tatarkhano

【参考文献】：
期刊论文
[1]分子尺度上水和金属表面的相互作用[J]. 孟胜,王恩哥.  物理. 2011(05)



本文编号：3532731