本课题根据本项目组提出的晶体轨道键向量原理和能带结构分解方法,建立了研究固体表面电子结构和化学反应过程的非混合态分析方法,与通常基于态密度分析的方法不同,该方法着重从各个k点晶体轨道性质(包括能级、电子填充、轨道组成、对称性等)的变化来研究底物轨道与吸附质分子轨道之间的相互作用情况。本课题完成了相关程序模块的编写工作,并采用上述方法研究了H2、O2、CO、乙烯以及氰类等小分子在石墨、半导体Si/Ge、金属单质、金属氧化物以及碳化物等各类固体表面的吸附反应过程,系统考察了活性表面态对这些固体表面性质的影响以及在表面化学反应中的作用和变化情况。此外,本课题还将非混合态分析方法进一步拓展应用于半导体固体块材体系电子结构与光学性质的研究,通过能带结构分解并结合考虑各个k点晶体轨道性质,解释了一些新型半导体材料的光催化活性以及二阶非线性倍频效应的来源及其影响因素。
英文主题词Solid surface; surface state; band structure; orbital interaction; non-integral state