汪辰超 吴太权 王新燕 江影

(中国计量大学应用物理系,杭州 310018)

Rh(111)表面NO分子对多层膜的原子结构∗

汪辰超 吴太权†王新燕 江影

(中国计量大学应用物理系,杭州 310018)

(2016年9月1日收到;2016年11月3日收到修改稿)

利用第一性原理研究了NO分子对[(NO)2]分子链、分子单层膜,Rh(111)表面上的(NO)2分子单层膜和多层膜的原子结构.(NO)2分子单体在虚拟Rh(111)表面自组装成两个稳√定的分子链,(NO)2分子平行有序排列,氧原子和氮原子都呈现(100)和(111)结构.在虚拟Rh(111)-(1×3)上,1.00 ML(molecular layer)覆盖度时,(NO)2分子自组装成两个稳定的分子单层膜(M1和M2),分子膜M1中N-N键与衬底的夹角为70◦-90◦;分子膜M2中N-N键平行衬底.在M2/Rh(111)中,(NO)2分子可吸附于顶位、fcc空心位和hcp空心位,通过电荷转移可解释两个空心位的稳定性强于顶位.Rh(111)表面(NO)2分子多层膜系统中,(NO)2分子垂直吸附于两个空心位,第一层是分子膜M2,N-N键平行于衬底,第二层及以上都是分子膜M1,N-N键与衬底夹角为70◦-90◦,分子膜真空层为0.31 nm±0.02 nm.

一氧化氮分子对,单层膜,多层膜,自组装

1 引 言

分子自组装(molecular self-assembly)是分子在热力学平衡条件下,通过化学键和弱的非共价键的协同作用自发地形成有序的结构[1].通过自组装形成的有序结构是分子间相互作用力和无序性两种作用机制相互竞争,在一定的条件下达到平衡的结果.无序的分子在自发形成有序结构的过程可从外界环境中引入负熵,使得自身变得有序.分子自组装膜是构膜分子通过分子间及其与基底材料间物化作用而自发形成的一种热力学稳定,排列规则的单层(或多层)分子……