Pd，Pt对O吸附在ZnO（0001）面上影响的第一性原理分析

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1、ofa(0001)Znsurface．Ptalsoacts鹤acatalystinthegrowthofwurtziteZnO．KEYWORDS：first-principles，superceU,Pd,Pt,ZnO，catalystIV独创声明及论文使用授权说明独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得河南师范大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说

2、明并表示了谢意。签名：关于论文使用授权的说明本人完全了解河南师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权河南师范大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)织躲避导师躲粒眺趟：么坦：L一／＼49第一章绪论人们通常把把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。导电能力介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体材料(semiconductormaterial)。与金属和绝缘体相比，半导体材料的发现是最

3、晚的，直到20世纪30年代，当材料的提纯技术改进以后，半导体的存在才真正被学术界认可。半导体材料的电导率在10。3～10-9f2／cm范围内，它的电学性质对光、热、电、磁等外界因素的变化十分敏感，有关半导体材料的研究和应用在当今物理学和高新技术发展领域中占有突出地位。最典型的半导体材料有：元素半导体Si、Ge和化合物半导体ZnO、InN、GaN等。其中Si是现代半导体产业的支柱材料，其材料工艺和器件工艺都较成熟，加工工艺简单，可加工性强，器件制造工艺稳定，已经形成了一套完整的材料制备、加工和器件制造方法，而且成本低、基片直径大(150～200mm)、集成度高(已达M级)【

4、11。200ram直径硅片的商业化，不仅满足了提高芯片容量的需要，特别是存储器IC和CMOSIC的需要，而且降低了材料本身和器件的成本，推动了电路制造技术的发展。但在超高速集成电路和光电子领域，化合物半导体材料显示出了它不可替代的优势。化合物半导体材料具备许多Si材料没有而微电子技术又必需的优点，如场迁移率高、禁带宽度大、本征载流子浓度低、光电特性好等。用化合物半导体材料制作的器件频率响应好，速度快，工作温度高，能满足集成光电子学的需要。通过对材料性能和器件特性的比较发现，只有兼二者之长的材料才能满足未来器件的需求。因此，近年来这一领域不断有新型材料被开发出来并已转向市场

5、。如ZnO、InN、GaN以及InP基化合物等。由于半导体器件的体积越来越小，靠近半导体表面的物理性质也变得越来越有研究价值。吸附和再构是半导体表面的常见现象，表面钝化、表面扩散、外来粒子在表面上的粘附、表面腐蚀等都与表面吸附有很密切的关系。不仅如此，人们早已知道半导体表面上的吸附和反应对许多半导体的物理性质有重大影响，诸如载流子密度，载流子复合率，载流子俘获中心密度等。这些参数又决定了器件的电学性质和光学性质，使实际应用的器件受到很大影响。因此，研究Ⅱ．Ⅵ半导体表面现象，发展有关半导体表面的理论，对于改善器件性能，提高器件稳定性，以及指导人们探索新型器件都有十分重要意义

6、。Pd，Pt对0吸附在ZnO(0001)面上影响的第一性原理研究1．1半导体概述1．1．1历史回顾1834年，法拉第用硫化银进行实验时，最先注意到了半导体的电阻随温度的升高而下降这一特点。于是人们就用半导体具有负的温度系数来区分半导体和金属及一些不良导体。但人们很快发现这个判据是不充分的，某些金属薄膜也能表现出负的温度系数。接下来的四十年内，半导体的研究进展不大。1873年到1874年，半导体研究有了两项进展。F．Braun[2】利用类似于硫化铅和黄铁矿的物质观察到了整流现象。不久，人们在其它物质中也观察到了这些效应。此后，对半导体的研究工作大量开展，其中kLark．Ho

7、rowid3】写了一篇关于半导体早期工作的文章。1879年，霍尔在研究半导体电导的实验中发现垂直于磁场放置，并通有电流的半导体上出现横向电压，这就是霍尔效应【4】。后来科学家们对这个发现作了深入的研究，认为这是半导体独有的特性。这以后，人们就利用霍尔效应来区分半导体和其它导电性差的物质。1909年ICBaedeker[51，1914年J．K0nigsbcrl耐61对霍尔效应和已发现的各种性质进行了研究，他们发现半导体中载流子的数目比金属中少的多，但一般来说它们的迁移率要稍高一些。1910年到1930年，人们对各种各样被认为是半