金紅石型TiO-,2-(110)表面掃描隧道顯微術研究.pdf

1、掃描隧道顯微鏡(STM)作為一種極為重要的科學研究工具，在物理、化學、材料、生物等科學領域中有非常廣泛的應用，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，同時也利用針尖對表面氧空位進行調(diào)控。 在第一章中，我們首先介紹了掃描隧道顯微學的基本原理和論文實驗部分所使用的低溫超高真空STM的結構與工作原理，并以表面科學體系為例討論了掃描隧道顯微學對表面體系的各種分析方法和研究

2、手段．同時我們也簡單介紹了理論計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用．并且仔細分析了金紅石型TiO2(110)表面結構和性質(zhì)，以及在不同處理條件下獲得的不同結構的(110)表面．為后續(xù)實驗提供重要參考． 在第三章中，仔細研究了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

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，制備了TiO2(110)表面一種新型的缺陷結構-氧空位對，氧空位對不僅對表面氧空位的擴散遷移起到媒介作用，還具有高于單氧空位的化學反應活性，同時氧空位對遷移過程中的中間態(tài)有助于我們了解表面原子，分子擴散和反應的機制，對理解TiO2(110)表面的催化反應具有重要意義。 第五章中，我們簡單介紹了一些氣態(tài)簡單