韩红梅,姚文韬

（1.河南科技学院,河南新乡453000；2.新乡市起重设备厂责任有限公司，河南新乡453003）

II-VI族氧化物半导体ZnO是一种具有纤锌矿结构的宽带隙n型半导体,室温下禁带宽度为3.37eV,激子结合能高达60 meV,远远高出室温热离化能26 meV,更易于在室温下实现高效率的激光发射[1],它的低介电常数、高化学稳定性及优良的光电、压电等特性,使其在半导体技术的诸多领域中有着极为广阔的应用前景.自2001年ZhengWP等在《Science》上报道了ZnO纳米结构的成功制备后[2],如何获得高质量的ZnO纳米结构成为当今世界的研究热点.在众多研究报道中,气-液-固（V-L-S）生长模式被广泛应用[3-4]：采用不同的表面活性剂（Surfactant）能明显控制ZnO纳米结构的生长过程.在众多V-L-S合成ZnO纳米结构的试验中,Au是一种常用的表面活性剂[5-6].

然而,Au吸附在ZnO（000±1）极性表面上的几何结构以及在生长过程中的许多重要方面目前还不是很清楚.如常温下Au性质比较稳定,在ZnO纳米结构生长过程中Au颗粒（droplet）是如何能够成为一种高效表面活性剂的；另一个重要现象是Au颗粒只在生长出的ZnO纳米结构的末端发现[5-6].Jie等利用高分辨率转移电子显微镜（High-Resolution Transmission Electron Microscopy）和X-射线衍射谱（X-Ray Diffraction）发现ZnO（000±1）极性表面是生长纳米结构的支配面[5].Mayer和Mark利用第一原理方法对Cu在ZnO（0001）极性面上的吸附情况作了深入研究[7],目前还未见到有关Au在ZnO（000±1）面上的理论研究,本文将针对这些问题进行系统分析.

1 计算模型与方法

计算中用来模拟ZnO（000±1）极性表面的超原胞选用（1×1）结构的10个ZnO双层共20个原子,真空层厚度取为15A[8].为了防止……