納米鋁二元團(tuán)簇結(jié)構(gòu)及其吸附性能研究

前言

材料是人類社會(huì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)與先導(dǎo)，每一種重大新材料的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用都把人類支配自然的能力提高到一個(gè)全新的高度，材料已成為人類發(fā)展的里程碑。20世紀(jì)中期單晶硅材料和半導(dǎo)體晶體管的發(fā)明及其硅集成電路的研制成功，引發(fā)了電子工業(yè)大革命，使微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)得到飛速發(fā)展。70年代初石英光纖維和砷化鎵（GaAs）等Ⅲ－V族化合物半導(dǎo)體激光材料的出現(xiàn)，促進(jìn)了光導(dǎo)纖維通信技術(shù)迅速發(fā)展并逐步形成高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。超品格概念的提出，分子束外延技術(shù)（MBE）、金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積（MOCVD）先進(jìn)生長(zhǎng)技術(shù)的發(fā)展和完善以及超品格量子阱材料包括一維量子線、零維量子點(diǎn)材料的研制成功，徹底改變了光電器件的設(shè)計(jì)思想，使半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)與制造從過去的“雜質(zhì)工程”發(fā)展到“能帶工程”，出現(xiàn)了以“電學(xué)特性和光學(xué)特性的剪裁”為特征的新范疇，使人類跨人到以量子效應(yīng)為基礎(chǔ)和低維結(jié)構(gòu)為特征的固態(tài)量子器件和電路的新時(shí)代，并極有可能觸發(fā)新的技術(shù)革命。半導(dǎo)體微電子和光電子材料已成為21世紀(jì)信息社會(huì)的兩大支柱高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)材料。它的發(fā)展將會(huì)使通信、高技術(shù)計(jì)算、大容量信息處理、儲(chǔ)存與顯示、空間防御、電子對(duì)抗以及武器裝備的微型化智能化等這些對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)家安全都至關(guān)重要的領(lǐng)域產(chǎn)生巨大的技術(shù)進(jìn)步，因而受到國(guó)內(nèi)外極為廣泛的重視。以砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）、磷化鎵（（3aP）等為代表的Ⅲ－V族化合物半導(dǎo)體材料大多是直接帶隙材料，與硅相比，具有光學(xué)躍遷概率、電子飽和漂移速度高以及耐高溫、抗輻照等特點(diǎn)，在超高速、超高頻、低功耗、低噪聲器件和電路，特別是在光電子器件和光電子儲(chǔ)存等方面占有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，受到廣泛重視，成為第二代半導(dǎo)體材料的代表。直徑為2—3in的N型和P型GaAs和InP單晶材料主要用于光電器件的襯底，常用水平布里奇曼（HB）或高壓液封直拉法（LEC）制備，其摻雜濃度、均勻性和晶體完整性（除InP單晶位錯(cuò)密度需進(jìn)一步降低外）可基本滿足傳統(tǒng)光電子和微電子器件的需求。未摻雜半絕緣（Si）GaAs單晶是GaAs集成電路的基礎(chǔ)材料，主要采用LEC法制備，已形成工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模。

內(nèi)容概要

納米鋁二元團(tuán)簇結(jié)構(gòu)及其吸附性能的研究是當(dāng)前團(tuán)簇科學(xué)研究的熱點(diǎn)，本書采用第一性原理中的各種方法對(duì)系列含鋁團(tuán)簇的幾何結(jié)構(gòu)和電子性質(zhì)等進(jìn)行理論研究，發(fā)現(xiàn)該類團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)及其成鍵特征，為其他團(tuán)簇的計(jì)算提供更為詳盡的信息。在研究團(tuán)簇的基礎(chǔ)上，首次探討二元團(tuán)簇氮化鋁、磷化鋁與小分子的化學(xué)吸附反應(yīng)，尋找吸附后團(tuán)簇穩(wěn)定性幻數(shù)，總結(jié)吸附反應(yīng)規(guī)律。為指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生新型團(tuán)簇、發(fā)現(xiàn)新型吸附儲(chǔ)氫材料及理解團(tuán)簇催化反應(yīng)機(jī)理提供理論依據(jù)。    本書可供化學(xué)、材料、物理專業(yè)的科研人員、高校教師和研究生閱讀參考。

書籍目錄

第1章 團(tuán)簇概述.   1.1 引言   1.2 團(tuán)簇的性質(zhì)     1.2.1 幻數(shù)分布     1.2.2 基態(tài)結(jié)構(gòu)     1.2.3 巨大的表體比和化學(xué)活性     1.2.4 電離能和電子親和能     1.2.5 五重軸對(duì)稱性     1.2.6 顯著的弛豫效應(yīng)     1.2.7 庫(kù)侖爆炸和碎片化     1.2.8 磁性     1.2.9 團(tuán)簇裂變和原子核裂變     1.2.10 團(tuán)簇的嵌埋和組合   1.3 團(tuán)簇的產(chǎn)生和檢測(cè)     1.3.1 團(tuán)簇源概述     1.3.2 團(tuán)簇的合成方法簡(jiǎn)介     1.3.3 團(tuán)簇的表征和檢測(cè)   1.4 Ⅲ～V族化合物半導(dǎo)體材料和Ⅲ～V族團(tuán)簇     1.4.1 Ⅲ～V族化合物半導(dǎo)體的一般性質(zhì)    1.4.2 Ⅲ～V族化合物半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)    1.4.3 Ⅲ～V族化合物半導(dǎo)體晶體的化學(xué)鍵和極性    1.4.4 Ⅲ～V族化合物半導(dǎo)體晶體的能帶結(jié)構(gòu)    1.4.5 Ⅲ～V族團(tuán)簇的研究現(xiàn)狀  參考文獻(xiàn)第2章  量子化學(xué)方法  2.1 第一性原理與Hartree-Fock近似  2.2 從頭計(jì)算方法和分子軌道理論  2.3 密度泛函理論  2.4 價(jià)鍵理論  2.5 Gaussian98程序  參考文獻(xiàn)第3章  二元團(tuán)簇磷化鋁的理論研究  3.1 等比磷化鋁中性及其離子團(tuán)簇幾何結(jié)構(gòu)和電子性質(zhì)的演變規(guī)律研究  3.2 第一性原理對(duì)AlP團(tuán)簇的最低能量結(jié)構(gòu)及其電子性質(zhì)的研究  參考文獻(xiàn)第4章  二元團(tuán)簇氮化鋁的理論研究  4.1 氮化鋁團(tuán)簇研究進(jìn)展  4.2 方法簡(jiǎn)介  4.3 密度泛涵理論研究AlN團(tuán)簇的基態(tài)結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性  參考文獻(xiàn)第5章  二元團(tuán)簇砷化鋁的理論研究  5.1 引言  ……第6章  二元鋁合金團(tuán)簇鋁鈷AlnCo（n=8-17）的密度泛函理論研究第7章  團(tuán)簇表面吸附的量子化學(xué)研究第8章  氮化鋁和磷化鋁團(tuán)簇吸附性能研究致謝

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 團(tuán)簇概述1.1 引言材料是人類社會(huì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)與先導(dǎo)，每一種重大新材料的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用都把人類支配自然的能力提高到一個(gè)全新的高度，材料已成為人類發(fā)展的里程碑。20世紀(jì)中期單晶硅材料和半導(dǎo)體晶體管的發(fā)明及其硅集成電路的研制成功，引發(fā)了電子工業(yè)大革命，使微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)得到飛速發(fā)展。70年代初石英光纖維和砷化鎵(GaAs)等Ⅲ～V族化合物半導(dǎo)體激光材料的出現(xiàn)，促進(jìn)了光導(dǎo)纖維通信技術(shù)迅速發(fā)展并逐步形成高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。超晶格概念的提出，分子束外延技術(shù)(MBE)、金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積(MOCVD)先進(jìn)生長(zhǎng)技術(shù)的發(fā)展和完善以及超晶格量子阱材料包括一維量子線、零維量子點(diǎn)材料的研制成功，徹底改變了光電器件的設(shè)計(jì)思想，使半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)與制造從過去的“雜質(zhì)工程”發(fā)展到“能帶工程”，出現(xiàn)了以“電學(xué)特性和光學(xué)特性的剪裁”為特征的新范疇，使人類跨入到以量子效應(yīng)為基礎(chǔ)和低維結(jié)構(gòu)為特征的固態(tài)量子器件和電路的新時(shí)代，并極有可能觸發(fā)新的技術(shù)革命。半導(dǎo)體微電子和光電子材料已成為21世紀(jì)信息社會(huì)的兩大支柱高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)材料。它的發(fā)展將會(huì)使通信、高技術(shù)計(jì)算、大容量信息處理、儲(chǔ)存與顯示、空間防御、電子對(duì)抗以及武器裝備的微型化智能化等這些對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)家安全都至關(guān)重要的領(lǐng)域產(chǎn)生巨大的技術(shù)進(jìn)步，因而受到國(guó)內(nèi)外極為廣泛的重視。

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