类金刚石薄膜sp2-sp3轨道杂化的第一性原理研究

摘要：

以强σ键连接的sp2和sp3杂化碳饱和簇模型,即金刚石和石墨两相和团簇模型为研究对象,通过分子结构、电荷分布、能带结构、电子态密度和分子轨道的第一性原理计算和分析,研究了类金刚石薄膜中sp2-sp3轨道杂化的空间结构稳定性的成键特性等.结果表明,成键过程中由于微扰作用破坏了原子内部"吸引"与"排斥"的平衡关系,使电子云重新分布,而键能大小和电子云的重叠密切相关,因而两相共存对电荷分布和结构均有影响.能带结构分析发现sp2杂化C原子将π键引入,产生π和π*能带使带隙变窄,说明类金刚石薄膜的半导体本质.电子态密度计算结果中费米能级附近出现杂质峰,说明存在中间杂化和/或π态和σ态的转化.

关键词：类金刚石薄膜、sp2-sp3轨道杂化、第一性原理、计算机模拟

所属期刊栏目：25

分类号：O641(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：国家自然科学基金资助项目10802081

在线出版日期：2009-12-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：316-321