幾種不同維度的典型材料的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：第一性原理研究.pdf

1、涉及表面和界面體系的低維納米結(jié)構(gòu)，如通過表面調(diào)制作用自組織生長的一維納米線，二維薄膜，以及超晶格界面結(jié)構(gòu)體系，由于其展現(xiàn)出來的豐富的物理現(xiàn)象和其存在的潛在的應(yīng)用價(jià)值成為研究熱點(diǎn)。例如，在一維金屬納米線中人們發(fā)現(xiàn)了特殊的電子疏運(yùn)性質(zhì)和其它奇異的物理現(xiàn)象，如電荷密度波(CDW),自旋和電荷的分離，量子局域性等。在二維薄膜，氧化物特別是鐵磁氧化物薄膜和高溫超導(dǎo)氧化物薄膜由于尺寸效應(yīng)而呈現(xiàn)諸多有趣而且有潛在應(yīng)用價(jià)值的現(xiàn)象，如巨磁阻效應(yīng)，約瑟夫森

2、效應(yīng)等。本論文采用基于密度泛函理論框架下的第一性原理方法研究涉及表面和界面問題的不同維度材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)。主要研究了氧化物表面一維納米線結(jié)構(gòu)，二維薄膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)，同時(shí)還研究了涉及界面結(jié)構(gòu)的具有特殊電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)和磁性質(zhì)的塊體和超晶格材料。
　　 本研究包括以下六部分：
　　 第一章，首先介紹了表面科學(xué)的發(fā)展過程和研究現(xiàn)狀。同時(shí)系統(tǒng)闡述了基底表面的結(jié)構(gòu)特征、性質(zhì)及應(yīng)用。
　　 第二章，介

3、紹了密度泛函理論的基本思想和理論基礎(chǔ)以及基于該理論的VASP軟件的計(jì)算方法。
　　 第三章，研究了如何利用SnO2（101）基底表面特殊的形貌特征去調(diào)制生長一維貴金屬（Au，Pt）納米線。并從表面擴(kuò)散路徑去描述了納米線形成的微觀圖景，分析了兩種金屬成線過程中的差異，同時(shí)給出了為何這樣的一維金屬納米線形成Zigzag 結(jié)構(gòu)的可能解釋。
　　 第四章，研究了MgB2 薄膜在MgO（1 1 1）表面可能形成的界面結(jié)構(gòu)以及其對應(yīng)