Ga原子在GaAs表面吸附行為及納米溫度計(jì)的研究.pdf

1、本文主要由兩部分組成：A)單個(gè)Ga原子在GaAs(001)β 2(2×4)As-rich表面遷移行為的研究。B)碳納米管中Ga的膨脹行為的理論研究. 在第一部分中，我們利用經(jīng)驗(yàn)勢(shì)的方法計(jì)算給出了Ga原子以及As原子在GaAs(001)β2(2×4)．As-rich表面進(jìn)行遷移時(shí)的勢(shì)能面。根據(jù)我們的計(jì)算，我們找到的Ga原子在該表面上的能量較低的吸附位，這些吸附位與實(shí)驗(yàn)上得到的一致。此外，我們還發(fā)現(xiàn)了Ga原子在該表面上進(jìn)行遷移的可能

2、的路徑。根據(jù)這些可能的遷移路徑上的相對(duì)吸附能，我們發(fā)現(xiàn)Ga原子更喜歡沿著平行于表面上的As原子對(duì)的兩條路徑進(jìn)行遷移。對(duì)于這個(gè)結(jié)論，我們可以用Ga原子在各遷移路徑上所受的應(yīng)力來解釋。而As原子在GaAs(001)β2(2×4)As-rich表面進(jìn)行遷移的情況則比較簡(jiǎn)單。幾乎所有相對(duì)吸附能量較低的吸附位都集中在表面As原子對(duì)的兩側(cè)，從而形成了平行表面As原子對(duì)的兩條遷移路徑。另外，我們還對(duì)Ga原子在有限溫度下在該表面上進(jìn)行遷移的動(dòng)力學(xué)過程進(jìn)

3、行了模擬計(jì)算。計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)也是定性相符的。 在第二部分中，我們主要研究了Ga在碳納米管中的熱膨脹行為。我們首先介紹了關(guān)于納米溫度計(jì)的概念，以及納米溫度計(jì)所使用的材料。緊接著我們構(gòu)造了C-Ga之間的相互作用的勢(shì)。然后將p相的Ga填入碳納米管中。對(duì)體系進(jìn)行有限溫度下的動(dòng)力學(xué)模擬。所計(jì)算得到Ga在碳納米管中的膨脹系數(shù)，其結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值接近。我們發(fā)現(xiàn)炭納米管中Ga柱的長(zhǎng)度隨溫度的變化基本是線性的，這一結(jié)果有可能為納米溫度計(jì)的制備提供理