摘要：晶体表面重建的计算机模拟与机理分析

纲要  外表是资料的物理本质、化学本质爆发空间渐变的二维地区。资料的很多要害物理进程和化学进程开始爆发在外表，同声资料的很多破坏和作废也开始发源于外表。所以，外表是资料与外部情况径直爆发接洽的窗口，从接洽资料外表的百般物生化学进程动手最后不妨到达变换资料本能的手段，而接洽晶体外表的亚原子构造是外表科学的重心实质。百般新颖试验本领以及表面或半体味表面已被普遍运用于查看和模仿外表重构，然而对于百般晶体的百般外表重构局面的发盼望制并没有最后定论。正文运用矫正型嵌入亚原子法(MEAM)，结核计算机模仿了面心立方七个过度族非金属(110)、(211)、(311)外表和金刚石立方构造三种晶体的(001)外表的大概构造，从能量最小化道理，外表形貌以及亚原子的电子对构造计划领会了重构爆发的机理。(1)计划了面心立方七个过度族非金属Au、Pt、Ag、Pd、Rh、Cu和Ni的(110)面理念(1×1)，失错排(1×2)和失错列(2×1)三种大概构造的外表能面密度。从能量最小化道理领会得出，失错列(2×1)重构不不妨在一切过度族非金属的(110)外表产生，而失错排(1×2)重构不妨在Au和Pt的(110)外表天然产生，却不许在Ag、Pd、Rh、Cu和Ni的(110)外表天然产生。与究竟EAM所预言的论断比拟，这一论断更好的与试验截止符合，由于EAM预言Ag和Pd的(110)外表也能天然产生失错排(1×2)重构。除去从能量最小化道理领会除外，还从外表形貌和亚原子的电子对构造进一步的领会了在过度族非金属(110)外表上产生失错排(1×2)重构和失错列(2×1)重构的对立大概性。(2)计划了面心立方七个过度族非金属Au、Pt、Ag、Pd、Rh、Cu和Ni的(211)和(311)外表上理念(1×1)和失错排(1×2)两种构造的外表能面密度之差，以决定在(211)和(311)外表能否也生存失错排(1×2)重构局面，并将面心立方过度族非金属(110)、(211)和(311)外表失错排(1×2)重构举行比拟领会。截止表白失错排(1×2)重构在一切的过度族非金属的(211)外表不不妨天然产生，失错排(1×2)重构仅不妨爆发在Pt(311)外表，这一点与试验截止和第一道理的计划截止普遍。同声还创造失错排(1×2)重构在过度族非金属的(110)，(211)和(311)三个外表天然产生的大概性是随5d非金属Au和Pt，4d非金属Ag、Pd和Rh，3d非金属Cu和Ni的程序呈减产趋向。从它们的电子对构造和外表形貌做领会释。(3)计划了金刚石立方构造C、Si和Ge三种晶体的(001)外表理念(1×1)，二聚(2×1)和三聚(3×1)构造的外表能面密度。从能量最小化道理领会创造，二聚(2×1)和三聚(3×1)两种重构都不妨天然产生，且二聚键和三聚键在产生的进程中没有任何能量妨碍。然而，二聚(2×1)重构对应的外表能面密度最小，则表白二聚(2×1)重构最简单产生且最宁静。这一论断与试验截止和其它的表面截止普遍。决定的Si(001)外表的二聚键长2.43Å居于试验值2.20Å～2.47Å之内，决定的Ge(001)外表的二聚键长2.5Å与X-射线衍射试验测定值2.55Å格外逼近。对于咱们初次模仿结构的三聚(3×1)构造对应的三聚键长辨别为1.96Å(C)，2.64Å(Si)，2.75Å(Ge)，大概是由于产生三聚键的能量要比产生二聚键的能量稍高级中学一年级点,到暂时还没有在试验中察看到三聚(3×1)构造，以是还须要进一步的试验丈量。