导读:本文包含了扫描隧道显微术论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:隧道,显微镜,超导体,绝缘体,卟啉,光化学,表面。
扫描隧道显微术论文文献综述
刘睿哲[1]（2019）在《铁基超导体、拓扑超导体以及拓扑绝缘体的扫描隧道显微学研究》一文中研究指出扫描隧道显微谱学(Scanning Tunneling Microscopy/Specoscopy,STM/S),作为可以窥探亚纳米级微观世界实空间和能量空间(k-space)信息的手段,自20世纪80年代以来,已经解决了很多物理问题。目前,STM/S已经成为物理学领域的一项普遍使用的实验方法。本论文首先介绍了扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscope)的基本原理,然后介绍了使用STM/S对几类材料的研究结果:1.铁基超导体作为高温超导体的一个重要家族,自2008年被发现以来已经获得了极大的关注。和铜基超导体一样,它们都具有二维层状结构,其相图也与铜基超导体也有很多类似之处。但是和母体为绝缘体的铜基超导体不同的是,铁基超导体的母体一般都为导电性较差的金属。我们利用STM/S详细研究了Fe_(1+y)Te_(1-x)Se_x体系(y代表晶体中的过量铁,x代表Te与Se的比例),从母体Fe_(1+y)Te出发,测量了不同Se掺杂(x=0%~50%)的样品,发现了两个非常有趣的现象:一是少量Se掺杂的样品在超导转变温度以上仍存在能隙特征,这与铜基超导体的赝能隙非常类似。赝能隙普遍存在于铜基超导体中,但是铁基超导体中相关研究报道较少。不过,虽然Fe_(1+y)Te_(1-x)Se_x拥有类似赝能隙的特征,但是其微观起源与铜基超导体是否相似仍未可知。二是随着Se掺杂的增加,体系的超导能隙从5.2meV减少到1.5meV,但是其超导转变温度反而从10 K上升到14 K左右,也即能隙大小越大,超导转变温度越低。在Se不断增加的过程中,这个体系的超导相位相干性(从超导相干峰的强度变化看出)也在逐渐增强。我们猜想,上述结果可能表明Fe_(1+y)Te_(1-)_xSe_x在x=0%~50%区间内的超导转变温度是由相位相干而不是能隙(配对强度)决定的。2.非中心对称超导体最近获得很大的关注,因为此体系很可能拥有人们非常感兴趣的拓扑超导电性,而拓扑超导态的磁通量子涡旋(vortex)中很有可能存在Majorana零能模。作为结构较简单的非中心对称超导体,PbTaSe_2最近受到了广泛的关注。我们用STM/S对其做了系统研究,不仅证实其表面具有超导电性,而且通过准粒子散射图像(Quasiparticle Interference,QPI)发现其表面不存在背散射通道,支持了其表面态存在拓扑的自旋动量锁定特征的理论预言,从而也表明了PbTaSe_2是一个很有可能存在拓扑超导电性的体系。3.二维拓扑绝缘体在边界拥有无背散射的拓扑边缘态,使用这种边缘态做导电通道可以制作无能量耗散的电子器件。理论预言,单层ZrTe_5/HfTe_5是一种大能隙二维拓扑绝缘体,但其边缘态的拓扑非平庸性仍需实验证实。我们利用STM/S对HfTe_5的表面单层进行了系统研究,进一步指出了HfTe_5的边缘态极有可能是拓扑边缘态,从而为HfTe_5是大能隙二维拓扑绝缘体提供了更有力的实验证据。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院物理研究所)》期刊2019-06-01）
王翔,蔡镇锋,王栋,万立骏[2]（2019）在《扫描隧道显微术应用于电极表面催化反应的研究进展》一文中研究指出在电化学新能源领域中,理解电催化反应的机理,并设计高效的电催化剂是降低应用成本和促进其产业化进程的关键.从单分子的尺度上研究电极表面的催化反应过程有助于理解催化剂在反应中的作用机制,从而为催化机理的研究以及电催化剂的设计提供支持.本文结合国内外近些年的研究工作,综述了利用扫描隧道显微术研究电极表面催化剂的结构、催化活性位点的数量与分布以及催化反应的原位表征等方面的研究进展,同时展望了领域内所面临的挑战以及未来的发展方向.(本文来源于《中国科学:化学》期刊2019年03期）
张强[3]（2017）在《扫描隧道显微术对低维电子体系的物性研究》一文中研究指出目前存在的二维体系种类繁多,涵盖了非常广泛的电子属性。比如,金属性的石墨烯(graphene),绝缘性的六方氮化硼(hBN)和半导体性的过渡金属硫化物(TMDs)。这些二维体系为我们提供了一个平台,允许我们通过不同的手段来调控它们的电子结构。研究表明,构建二维体系的异质结构和裁剪二维体系的晶体结构是调控二维体系物理特性的两种有效方法。在我们的工作中,我们首先利用不同的分子前驱体通过自下而上的合成方法分别得到了高质量的hBN/Cu(111),MoSe2/hBN/Ru(0001)异质结构和最窄石墨烯条带,然后利用扫描隧道显微镜(STM)对生长的低维体系进行结构表征,确定样品的晶体结构;最后结合多种扫描隧道谱线(dI/dV,dZ/dV等)对样品的电子结构进行系统的研究。进而确定低维材料的电子结构受到了怎样的调制。第一章,简单介绍STM的工作原理,工作模式及扫描隧道谱(STS)。在第二章中,我们在单晶Cu(111)表面合成了单层hBN结构,系统地研究了摩尔纹对hBN/Cu(111)电子性能的影响。我们的STM/S表明,hBN功函数的调制对摩尔纹周期有很强的依赖性:摩尔纹波长越大,功函数的调制振幅也越大。对hBN导带底(CBM)和价带顶(VBM)的研究表明,功函数的变化是由导带的变化引起的,这表明hBN的电子亲和势与摩尔纹的空间位置无关。一般来说,功函数的调制是由hBN和Cu(111)表面的库仑相互作用引起的,该假设得到了理论计算的进一步证实。当Cu(111)表面被hBN覆盖时,由于层间相互作用,与干净的Cu(111)表面相比,hBN/Cu(111)的功函数减小了。因此,层间距离对调节系统的电子性能起着重要的作用。在摩尔纹的山顶(hill)位置,位于铜原子之上的氮原子具有最短的层间距离,并显示出显着的电荷转移。而在谷中(valley),硼和氮原子位于最顶层铜原子的中空中心,与衬底的相互作用要弱得多,因此hBN在Valley区域具有更大的功函数。研究还发现,在较大的摩尔纹中,层间距离增加,功函数的改变可以被进一步调制。另一方面,hBN的CBM和VBM分别是由硼和氮原子的pz轨道决定的,而hBN的能隙同样可以受到摩尔纹的调制。因此,我们模拟了 hBN在Cu(111)表面上的功函数调制的机理,并研究了摩尔纹对这种异质结构的原子结构和电子性能的影响。我们证明了 hBN的电子性质(功函数,能隙)可以受到摩尔纹的有效调控,这对于理解异质结构的摩尔纹具有非常重要参考意义。在第叁章中,我们运用分子束外延技术得到MoSe2/hBN/Ru(0001)异质结。利用STM/S技术,我们发现在hBN/Ru(0001)上的MoSe2准粒子带隙比在石墨烯或石墨衬底上的MoSe2能隙小0.25 eV。我们将这一结果归因于hBN/Ru(0001)之间的强相互作用,这导致了 hBN衬底中存在着残留的金属性。此外,MoSe2的电子结构和功函数存在0.13 eV的周期性调制。最有趣的是,这种静电调制在空间上与hBN/Ru(0001)的摩尔纹结构一致,而该表面也显示了相同振幅的功函数调制。因此,我们的研究清楚地论证了 TMDs中能带结构重整的概念,然而能带重整的实际表现可能更复杂,需要更多的理论和实验来验证。在第四章中,我们利用Au(110)表面的一维重构,指导线性的并五苯分子只能沿着金原子链的方向发生反应,从而形成准一维最窄石墨烯条带的超晶格结构。结合原子分辨的STTM图像及理论计算,我们确认相邻并五苯分子以碳四元环相互连接。理论研究表明,该碳四元环作为自旋阀,可以有效调控石墨烯分子条带两个边缘的自旋通道,实现自旋翻转功能。进一步研究表明,这种碳四元环结构导致两个自旋通道退简并,使得通过电荷掺杂来激活或抑制某一自旋通道成为可能,从而实现自旋开关功能。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2017-09-01）
曾庆祷[4]（2017）在《扫描隧道显微技术在有机分子表面组装和光化学反应研究中的应用》一文中研究指出近年来,随着制备手段的发展,STM技术潜力得到极大的挖掘和发挥,在分子动力学、界面反应追踪、表面手性等研究上都有着广泛的应用。利用这门技术,我们课题组在这些方面也做了大量的工作。~([1-3])特别地,在表面光化学行为的STM研究中,我们获得了一些理想的结果(如图1)。~([4-7])(1)两个乙烯联吡啶和两个间苯二甲酸通过氢键相互作用构建分子晶体,这个分子晶体中的烯烃在纳米模板中能发生高效率的光聚合反应,在365nm的紫外光照条件下,乙烯吡啶先顺反异构然后发生[2+2]光聚合反应。总之,在纳米模板中,烯烃发生光异构化反应和光聚合反应的效率都很高。这些结果提供了一个在固体表面大规模获得烯烃高效光二聚化的一个有效途径。~([6])(2)用STM研究了两个二苯乙烯衍生物在石墨表面的光异构化和光二聚行为。在365nm的紫外光照射下,其中一个化合物经历了由反式到顺式的异构化,并且形成了带有两种空腔的Kagome?构型,这完全不同于光照前形成的层状结构。而另一种化合物在光照射下首先也经历由反式到顺式的异构化并且能得到两种组装结构,延长光照时间,其中一种结构还能发生[2+2]光二聚反应。~([7])通过上述的研究体系,可以看到:光化学是调控二维超分子结构的一个重要手段,而STM则被证明是研究光化学的一门重要技术。(本文来源于《第十五届全国光化学学术讨论会会议论文集》期刊2017-08-21）
曾庆祷[5]（2017）在《利用扫描隧道显微技术研究卟啉和酞菁衍生物的表面组装行为》一文中研究指出卟啉酞菁化合物由于其结构和功能的新颖性而使得它们在分子电子学、分子信息存储和非线性光学等方面均具有良好的应用前景。然而这类化合物如何通过自下而上的方法得到功能多样的纳米材料(即组装机制问题)是一个亟待解决的问题。为了解决这一问题,我们引入了基于隧穿效应的扫描隧道显微技术(STM)并从单分子水平上探究纳米材料的组装机制。近年来,随着扫描隧道显微技术的不断成熟,扫描隧道显微镜在分子动力学、表界面反应、表面手性等方向的研究优势越来越明显,应用越来越广泛。近几年来,基于这一研究手段,我们课题组以卟啉酞菁化合物及其衍生物为对象做了大量的研究。[1-3](1)带长链烷氧基的卟啉衍生物在高定向热解石墨(HOPG)上发生组装,形成单层-双层交替的结构。出现两种结构的原因在于醚的引入引起分子构象发生些许变化,从而导致分子-分子之间、分子-基底之间作用力发生了微妙的变化。[4]同样,分子的组装结构是可以被调控的。以庚酸为溶剂,羧基修饰的卟啉衍生物H2TCPp分子在HOPG表面相互识别并组装得到两种不同的结构A和B。当加入1,2-二(4-吡啶)乙烯(DPE)分子后,DPE分子参与组装并得到一种全新的结构。[5]这为新颖的组装结构的获得提供了一个良好的思路。(2)酞菁也是一类有趣的化合物,酞菁及其衍生物可以在分子模板中发生吸附形成多种不同的结构,其组装结构也可以被精细地调控。[6,7]也可在二维模板空腔内与吡啶类分子发生配位,且随着模板分子的不同而改变配位的方式。[8,9](3)卟啉与酞菁共同组装可以得到杂化组装体,其结构与功能均具有良好的新颖性。[10]通过以上的研究,我们不难发现,STM技术作为重要的研究手段在探究卟啉酞菁类分子的组装机理过程中发挥着独到的作用。这一技术也为深入了解卟啉酞菁类化合物提供了新的研究思路。(本文来源于《中国化学会第四届卟啉与酞菁学术研讨会论文集》期刊2017-07-06）
彭瑾[6]（2017）在《单晶电极/离子液体界面的原位扫描隧道显微术研究》一文中研究指出“电极/溶液”界面是电化学反应发生的场所,因此该界面结构一直是电化学学科的重要研究内容。室温离子液体是一类完全由阴、阳离子组成并且在室温附近呈液态的物质,具有宽的电化学窗口、低的蒸汽压以及良好的电导率等传统电解质溶液不可比拟的优势。然而,相比于离子液体在电沉积、电容器、电催化等体系中的广泛应用,“电极/离子液体”界面结构的研究仍处于初级阶段,尤其是现有的研究工作大多集中于结构不确定的多晶电极,难以对“电极/离子液体”界面双电层结构与界面电荷转移过程建立合理的关联。因此,采用结构明确的单晶电极作为基底不仅有利于研究电极表面电化学过程,而且有利于关联理论和实验结果。本论文利用原位ECSTM和AFM力曲线技术,结合电化学测量手段,以不同的咪唑类离子液体与Pt(100)和Au(111)单晶电极为研究体系,比较研究了不同离子液体在单晶表面的吸附行为及其电位依赖性质,为理解“电极/离子液体”界面结构提供实验依据。主要结果如下:1、以“Pt(100)/OMIPF6”为研究体系,从离子吸附方面研究了其界面结构在电化学双层区随电极电位的变化,并与同类型离子液体BMIPF6中的实验结果加以对比。实验结果发现:(1)OMI+能在Pt(100)表面形成取向垂直的有序胶束状吸附结构,且在约1.2 V宽的电位区间内稳定地存在Pt(100)表面,由此搭建了 OMI+在Pt(100)表面的吸附结构模型。(2)有序结构会一直保持到电位到达0.6 V,此电位可视为表面阴阳离子吸附交换的临界电位。说明OMI+与Pt表面具有较强的化学相互作用,电极电位足够正所产生的较强静电排斥力才能克服该化学作用,从而导致OMI+阳离子的脱附。(3)离子液体BMIPF6在Pt(100)电极双层区的吸附结构为worm-like结构,由于OMIPF6与BMIPF6相比具有较长的烷基侧链,因此其阳离子能与Pt表面产生更强的作用力,从而能在Pt(100)表面形成稳定的有序吸附结构。也正是因为有序结构覆盖在表面对其进行保护,因而抑制了离子液体对其表面的刻蚀,因此,OMIPF6与Pt(100)表面之间的化学作用是影响该界面结构的重要因素。2、对比研究了两种离子液体EMMITFSI和EMITFSI与Au(111)单晶形成的界面在电化学双层区吸附行为以及电位依赖性。主要结论包括:(1)离子液体EMMITFSI中在特定电位下出现尖锐的电流峰,而在离子液体EMITFSI中双层区无明显的电流峰出现。(2)STM研究发现,在EMMITFSI中表面会经历从初始的平整干净状逐渐出现吸附物,直至最终形成单层无序吸附物的过程。而在EMITFSI中表面为蠕虫状吸附,并稳定保持于整个正电位区间。较负电位下,在EMMITFSI中Au表面形成EMMITFSI分子膜吸附层。在EMITFSI中则出现worm-like吸附结构且在一定电位范围内稳定地存在。(3)对比二者的AFM力曲线结果发现,EMMITFSI中在较正的电位区间内仍然能形成稳定的层状结构,表明此种离子液体中阴阳离子的相互作用特别。在EMMITFSI中表面层状结构的厚度显着随电位变化,特征峰顶和峰谷位置能与CV曲线中电流峰有较好的对应关系,表明这两对电流峰的出现和层状结构的变化有关,而这来源于EMMI+中咪唑环C2上H甲基化导致的阴阳离子间以及离子与电极间特别的相互作用力。3、“电极/溶液”界面双电层结构与组成界面的电极和溶液这两种组分直接相关,本章选择Pt(100)电极作为工作电极,研究其在特殊离子液体EMMITFSI中的界面结构,并与前两章的实验结果进行对比,得到以下结论:(1)在Au(111)/EMMITFSI体系中出现的两对尖锐的电流峰,没有在Pt(100)电极上观察到,说明此种离子液体中的阴阳离子之间以及与Au(111)单晶表面有着特殊的相互作用力,导致单晶/离子液体界面在某些特定电位下发生相变(离子重排),从而引起电流的迅速变化。(2)离子液体EMMITFSI在Pt(100)表面出现了阴离子有序吸附,但稳定性弱于OMI+吸附结构。说明此种离子液体与Pt(100)表面的作用力弱于离子液体OMIPF6与Pt表面作用力。(3)在正电位区间,Au(111)/EMMITFSI体系中的阴离子吸附物为无序致密的颗粒状,与Pt(100)表面观察到的有序吸附结构不同。较负电位下Au表面会形成分子膜,而在Pt上直接发生阳离子分解反应,反应之后表面会随着电位变化而恢复初始状态。另外,两种离子液体在Pt表面都没有发生类似Au表面的刻蚀现象,说明Au表面更容易被离子液体刻蚀,而Pt表面无刻蚀很可能是由于表面的有序吸附结构对其起到了保护作用。(本文来源于《厦门大学》期刊2017-05-01）
阮威[7]（2017）在《掺杂莫特绝缘体和近藤绝缘体的扫描隧道显微学研究》一文中研究指出作为现代凝聚态物理学研究的核心之一的强关联物理,通常不能简单地用传统的费米液体理论来描述。两个比较具有代表性的强关联电子体系是铜氧化物高温超导体和近藤绝缘体。这两者都具有一个由强关联效应导致的局域磁矩构成的晶格,所不同的是近藤体系中还包括一个巡游电子带,它会和局域磁矩之间有强烈的杂化相互作用。本文将阐释我们利用扫描隧道显微镜对这两个系统进行的研究。对于铜氧化物高温超导体,它们通常被认为是掺杂莫特绝缘体。本文着重研究了它的超导相和相图中其它相的关系,包括未掺杂时的莫特绝缘相,电荷有序态以及所谓的pair density wave(PDW)。首先我们测量了四种不同的莫特绝缘体母体的电荷转移能隙,它们分别属于Ca_(n+1)Cu_n O_(2n)n Cl_2(CCOC)和Bi_2Sr_2Ca_(n-1)Cu_n O_(2n+4+δ)(BSCCO)体系。令人惊奇的是,不同材料体系通过电荷掺杂所能达到的最佳超导转变温度和它的母体电荷转移能隙之间存在着明显的反相关关系。这一发现表明莫特强关联的物理对于高温超导的重要性。此外,通过对扫描隧道谱所测的单粒子谱的分析,我们在T_c=10 K的超导Bi_2Sr_2CaCu_2O_(8+δ)样品中,发现了pair density wave(PDW)序,它和超导相以及电荷有序相之间有紧密的关联。这些发现,对于我们理解非常规超导的物理机制,具有重要的启示意义。对于近藤绝缘体,我们研究了一个典型的材料SmB_6,并且发现了四种不同的表面重构。扫描隧道谱揭示在这一材料中,其电子结构不随表面重构而变化,并且在费米能处有一个杂化能隙以及在能隙中有一相干的共振峰。杂化能隙可以用近藤晶格模型很好地描述,并且随着温度升高,杂化能隙逐渐减小,这是近藤绝缘体区别于通常的半导体的一个独有的特征。杂化能隙在150 K完全关闭,而共振峰在50 K左右即消失,表明共振峰是近藤晶格体系中所独有的一种新型的集体磁激发。这一工作对于澄清近藤晶格体系的电子结构演化,提供了有价值的新线索。(本文来源于《清华大学》期刊2017-04-01）
王帅,曾庆祷[8]（2016）在《二维主客体超分子纳米结构的扫描隧道显微技术研究》一文中研究指出近年来,利用扫描隧道显微技术(STM)研究功能性分子在二维表面的纳米结构构筑成为国内外相关领域科学家研究的热点。超分子自组装中涉及的主要作用包括氢键、范德华力、偶极-偶极相互作用、金属-有机配位作用等。基于以上原理并结合STM在液固界面表征方面的优势,我们课题组开展了一系列研究,如功能分子的主客体组装;模板内的纳米微粒制备;光敏性分子的构象变化;光调控分子开关的设计;纳米反应器中的表面配位反应等。(本文来源于《中国化学会第七届全国结构化学学术会议论文摘要》期刊2016-11-16）
邓家良[9]（2016）在《Cu(111)表面低维结构的扫描隧道显微学研究》一文中研究指出宏观、介观与微观构成了物质世界的不同层次。宏观世界和量子世界截然不同,但二者又密切相连。通过研究量子世界的现象与规律能极大增加人们对于身边宏观世界的认知。随着表面科学技术的持续进步,材料表面各种低维量子现象得到了研究人员的广泛关注。尤其是扫描隧道显微镜(STM)的应用,极大促进了相关领域的快速发展。在第一章的绪论中,我们将主要介绍扫描隧道显微镜及其在表面科学研究中的典型应用。首先从显微镜发展历史的角度说明STM出现对于人类认知物质世界的极大推动作用。然后简单介绍STM的针尖操纵技术和扫描隧穿谱的基本知识。在此基础上对STM的工作原理和基本理论作一介绍。之后从表面科学的诞生与发展、研究内容与研究手段等角度对表面科学作概括性的介绍。接着将撷取几个表面科学研究中的重要分支(表面吸附、表面组装、二维材料)论述STM在其中的重要应用。在本章最后将对我们的实验仪器及开展的实验工作做一简要的介绍。第二章中,我们重点研究了碱金属钾在Cu(111)单晶表面的低温吸附行为,尤其是极低覆盖度下的表面结构及其电子态特征。作为一种典型的表面化学吸附体系,实验发现钾吸附后会有大量电子转移到衬底表面,从而在表面形成偶极矩。STM实验揭示出偶极矩和表面态电子的共同作用导致了反常驻波花样的出现,其中衬底表面固有点缺陷结构成为驻波的散射中心。通过变偏压实验和变覆盖度实验我们发现这种反常驻波存在对偏压和覆盖度的双重依赖。经过分析我们提出了针尖电场和表面偶极相互作用的模型,可以很好地解释实验上看到的现象。此外,从dz-dV谱的结果中我们还发现样品表面钾局部覆盖度的不同可以显着影响到局部的电子态特征。在本章最后,我们还尝试了钾与有机分子晕苯的共沉积实验。发现二者共同沉积时,STM针尖常常可以得到修饰从而获得原子级的超高分辨率。借助于这种电子态“锐利”的针尖,我们得以对样品表面共吸附的几何结构进行了细致的表征。第叁章我们重点关注的是材料表面的分子手性识别问题。主要研究内容是考察具有分子骨架柔性的手性二苯稠二萘(DBC)分子在金属单晶表面的低维手性演化行为。通过系统性地改变沉积条件,我们在Cu(111)单晶衬底表面获得了不同覆盖度的样品。结合STM图像和第一性原理的计算与模拟,我们细致研究了 DBC分子在Cu(111)上零维单分子、一维分子链及二维分子膜中分子手性的不同表达。单分子吸附时,受到衬底的强烈调制,分子构型呈现非手性。在满层覆盖度时分子间耦合作用的增强使得所有的DBC分子都变成了手性构型,而在中间覆盖度时我们获得了含有少量手性分子和大量非手性分子的混合分子链。对分子链和分子膜中单个手性分子周围局部化学环境的分析表明手性构型分子的出现受到了周围反对称分子环境的拓扑保护。分子聚集体中分子手性的出现是分子间通过螺旋芳香耦合作用自发诱导产生的。之后我们给出了在Ag(111)和Au(111)上的对比实验数据,结果表明单分子吸附时,衬底的调制作用虽然是普适的,但是在更高覆盖度时并没有观察到DBC分子由非手性构型向手性构型的转换。这些结果反映了 DBC分子手征的衬底依赖。在本章最后我们也给出了 DBC分子碱金属掺杂实验以及其介观尺度手性表达研究的初步实验结果。在第四章中我们将循着类石墨烯二维材料的研究思路,论述我们在新型二维材料锡烯的制备与表征方面的工作。我们先是通过超高真空低温分子束外延技术成功的在金属Cu(111)单晶表面获得了大面积单原子层的锡烯。然后利用STM、密度泛函理论(DFT)和角分辨光电子谱(ARPES)技术等多种手段对该材料的几何结构和电子性质进行了系统性的表征。通过控制锡的沉积量,我们还可以获得具有准六边形结构的单层锡烯纳米薄片。STM图像揭示出这些薄片边界锡原子的排布方式以Zigzag型为主。出乎意料的是,高分辨的STM图像表明我们获得的锡烯薄片和锡烯单层结构具有原子级平整的平面型蜂窝结构,和石墨烯的平面结构非常类似。为此我们进行了结构优化和界面电荷分布的理论计算,结果进一步证实了平面型锡烯存在的稳定性。ARPES研究显示该体系在r点费米面以下1.2eV附近具有0.3eV的局部带隙,如此大的局部带隙是由于衬底引入而导致的锡烯中自旋轨道耦合作用增强的结果。DFT计算也给出了相同的局部带隙,并且整体能带特征也和实验数据吻合的很好。在本章的最后我们将给出该材料温度稳定性的研究,并借此阐述室温相的形成机制及可能的起伏型结构。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2016-10-01）
冯浩[10]（2016）在《金红石TiO_2(110)表面吸附分子及其在光催化反应动态过程的扫描隧道显微术研究》一文中研究指出得益于在太阳能转化和环境治理方面的巨大应用前景,近几十年来TiO_2的光催化性质受到了广泛的关注与研究。在众多的研究手段中扫描隧道显微镜(STM)以其超高的实空间分辨率,可以让研究者从纳米尺度研究反应物分子与表面的相互作用以及反应与表面位点的关系,为深入理解光催化反应提供分子尺度的信息。本论文中,我们主要利用超高真空扫描隧道显微镜研究了H2O、CH_3OH和HCHO分子在金红石TiO_2(110)表面的吸附及反应,特别是一些相关的动态过程。第一章作为本论文研究工作的基础主要对研究体系和实验方法进行了介绍。在研究体系的介绍中主要包括二氧化钛材料的基本性质、光催化反应的原理和主要过程以及金红石TiO_2(110)表面的制备和主要特征。至于实验方法,我们首先简要介绍了扫描隧道显微学及其应用,随后重点介绍了利用STM表征表面动态过程的方法及相关过程背后的物理机理。第二章中我们主要在80 K下利用STM高分辨的图像表征和I-t谱研究了金红石TiO_2(110)表面H_2O和OHt中的氢转移过程。作为H_2O光催化分解的重要中间产物,OHt中的氢可以通过振动激发在OHt中和邻近桥氧上来回转移,而80 K下H2O中的一个氢单纯在热激发的作用下就可以完成类似的转移过程,说明温度在80 K以上时水在完整TiO_2(110)表面处于“赝分解”的状态,同时非弹性隧穿电子引起的振动激发可以加速这一氢转移过程,进一步甚至可以激发水中两个氢分别转移到两侧桥氧上,这些关于氢转移过程的研究可以为理解光解水中氢气的生成过程提供积极的信息。第叁章中我们主要用原位光化学STM的方法结合程序控温脱吸附(TPD)系统地研究了不同因素如覆盖度、温度、光强和表面缺陷等对甲醇光催化分解的影响。详实的实验数据进一步证实了分子态甲醇吸附到TiO_2(110)表面后是有光催化活性的,通过对比STM针尖注入电子或空穴导致的甲醇分解过程,证实了甲醇光催化分解是空穴参与的氧化过程。同时通过定量对比STM和TPD的数据,我们给出逆反应的发生是用甲醇光催化分解得到甲醛的产率明显比用甲氧基的低的原因。另外反应动力学的研究结果给出随着甲醇覆盖度的增高动力学过程会从一维分形过程转变为二维分形过程,这一变化反映了随着表面散射中心的增加空穴在表面的传播过程会从一维转变到二维。进一步我们通过针尖注入载流子引起的非局域反应探测了空穴在表面的扩散行为,结果显示空穴在TiO_2(110)表面的扩散是各向异性的,沿[1-10]方向有更长的扩散长度。这里系统化的研究给该体系中不同研究组在不同条件下得到的不同结果找到了合理化的解释。第四章中我们利用STM结合理论计算研究了吸附在Tisc上甲醛分子的动态过程。在低偏压小电流的弱扫描条件下(0.6 V,2 pA)观察到甲醛在Ti5c上的两种吸附构型,分别是与表面通过O-Ti5c键和C-Ob键结合的η2构型和通过O-Tisc键和氢键与表面结合的”,构型。实验发现η1构型会自发向η2构型转变,说明η2构型在能量上更为稳定。通过测量两种构型间的转变过程,我们得到η1到η2构型转变的能垒为0.28 eV而其对应的逆过程能垒约为0.75 eV。通过这些观察到的动态过程我们合理的解释了为什么理论给出的最稳定的η2构型在之前的脱附实验中没有被观测到。实验还进一步研究了甲醛在Ov上的吸附和分子二聚体的形成以及甲醛与表面双氧空位之间的作用。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2016-10-01）
扫描隧道显微术论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
在电化学新能源领域中,理解电催化反应的机理,并设计高效的电催化剂是降低应用成本和促进其产业化进程的关键.从单分子的尺度上研究电极表面的催化反应过程有助于理解催化剂在反应中的作用机制,从而为催化机理的研究以及电催化剂的设计提供支持.本文结合国内外近些年的研究工作,综述了利用扫描隧道显微术研究电极表面催化剂的结构、催化活性位点的数量与分布以及催化反应的原位表征等方面的研究进展,同时展望了领域内所面临的挑战以及未来的发展方向.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
扫描隧道显微术论文参考文献
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