電子聲子計量譜學

目錄
序
符號表
**篇 電子發(fā)射計量譜學：量子釘扎與極化
第1章 **篇緒論 3
1.1 概述 3
1.1.1 配位鍵和價電子 3
1.1.2 面臨的挑戰(zhàn) 8
1.1.3 結合能的偏移機理 10
1.2 本篇主旨 11
1.3 內容概覽 11
參考文獻 13
第2章 化學鍵-電子-能量關聯(lián)理論 23
2.1 原子配位數(shù)的類型 23
2.2 哈密頓量和能級分裂 24
2.3 鍵弛豫-非鍵電子極化-局域鍵平均理論 26
2.3.1 局域哈密頓量 26
2.3.2 低配位原子的鍵弛豫與極化 28
2.3.3 異質配位原子的釘扎與極化 31
2.3.4 非常規(guī)配位效應 32
2.4 價帶與非鍵態(tài) 33
2.4.1 價電子態(tài)密度 33
2.4.2 四面體成鍵的價帶態(tài)密度 34
2.4.3 非鍵態(tài) 34
2.5 定量分析方法 35
2.5.1 非常規(guī)原子配位 35
2.5.2 局域能量與原子結合能 36
2.6 總結 36
參考文獻 37
第3章 電子發(fā)射譜表征方法 40
3.1 能帶結構與電子動力學 40
3.2 非鍵和反鍵態(tài)的STM/S表征 41
3.3 能級偏移的PES和AES表征 42
3.3.1 ARPES 42
3.3.2 PES與AES 43
3.4 俄歇光電子關聯(lián)譜 44
3.4.1 俄歇參數(shù) 44
3.4.2 能級相對偏移 45
3.4.3 化學狀態(tài)圖的拓展 45
3.5 選區(qū)光電子能譜提純技術 46
3.5.1 分析方法 46
3.5.2 定量信息 47
3.6 總結 47
參考文獻 47
第4章 固體表皮 50
4.1 XPS譜學信息 50
4.2 BOLS-TB 理論 52
4.3 XPS能譜解析 53
4.3.1 面心立方：Al、Ag、Au、Ir、Rh、Pd 53
4.3.2 體心立方：W、Mo、Ta 57
4.3.3 金剛石結構：Si、Ge 59
4.3.4 密排六方：Be、Re、Ru 60
4.4 局域能量密度和原子結合能 62
4.5 總結 64
參考文獻 64
第5章 吸附、缺陷與臺階邊緣 69
5.1 XPS與STM實驗實例 69
5.2 吸附原子的ZPS解析 72
5.3 臺階邊緣的ZPS解析 74
5.3.1 原子排布 74
5.3.2 Rh(110)和 Rh(111)臺階邊緣 75
5.3.3 W(110)臺階邊緣 77
5.3.4 Re(0001)和 Re(1231)臺階邊緣 79
5.3.5 Re(1231)氧吸附臺階邊緣 80
5.4 總結 82
參考文獻 82
第6章 原子鏈、團簇與納米晶體 86
6.1 實驗現(xiàn)象 86
6.2 鍵弛豫理論與緊束縛近似 87
6.3 Au 87
6.3.1 鏈末端與邊緣極化的STM/S-DFT解析 87
6.3.2 PES 的解析 89
6.3.3 BOLS-TB理論的定量解析 90
6.4 Ag 91
6.4.1 吸附原子的極化 91
6.4.2 AES的能級偏移 92
6.4.3 高定向熱解石墨的TB解析 92
6.5 Cu 95
6.5.1 量子釘扎和極化的STM/S-PES-DFT解析 95
6.5.2 APECS的能級偏移 96
6.5.3 BOLS-TB理論的定量解析 97
6.6 Ni 100
6.6.1 表皮量子釘扎的NEXAFS-XPS解析 100
6.6.2 APECS的能級偏移 101
6.6.3 BOLS-TB-ZPS 的綜合解譜 102
6.7 Li、Na、K 103
6.7.1 Na 2p與K 3p的電子釘扎效應 103
6.7.2 配位誘導能級偏移 105
6.7.3 表皮尺寸效應 105
6.8 Si、Pb 109
6.8.1 Si 2p能級與價帶的量子釘扎 109
6.8.2 Pb 5d的能級偏移 110
6.9 Co、Fe、Pt、Rh、Pd 112
6.9.1 Co島群的量子釘扎 112
6.9.2 Fe、Pt、Rh 和 Pd 的量子釘扎 113
6.10 總結 114
參考文獻 114
第7章 碳同素異構體 122
7.1 引言 122
7.1.1 單壁碳納米管和石墨烯納米帶 122
7.1.2 挑戰(zhàn)與目標 123
7.2 實驗現(xiàn)象 125
7.2.1 STM/S-DFT：納米帶邊緣與缺陷的極化 125
7.2.2 TEM：C—C 鍵能弛豫 126
7.2.3 XPS：C 1s芯能級與功函數(shù)的偏移 127
7.3 BOLS-TB 定量解析 128
7.4 ZPS表征釘扎與極化 130
7.5 總結 133
參考文獻 133
第8章 異質界面 141
8.1 引言 141
8.2 光電子能譜的BOLS-TB解析 143
8.3 界面性能的ZPS解析 144
8.3.1 Cu/Pd、Ag/Pd、Zn/Pd、Be/W 界面 144
8.3.2 C/Si、C/Ge、Si/Ge、Cu/Si、Cu/Sn 界面 146
8.4 能量密度、結合能與自由能 149
8.5 應用基礎 151
8.6 總結 152
參考文獻 152
第9章 軌道雜化成鍵動力學 157
9.1 反鍵和非鍵態(tài)的STS和IPES表征 157
9.2 空穴、非鍵態(tài)和成鍵態(tài)的ARPES表征 160
9.3 O-Cu價帶態(tài)密度的演變 162
9.4 DFT模擬分析 164
9.4.1 O-Ti(0001) 164
9.4.2 N-Ti(0001) 165
9.4.3 N-Ru(0001)與O-Ru(1010) 166
9.5 XPS與ZPS解譜分析 167
9.5.1 O-Ta(111)和 O-Ta(001) 167
9.5.2 單層高溫超導與拓撲邊緣超導 168
9.5.3 其他物質表面 172
9.6 總結 172
參考文獻 173
第10章 異質配位與低配位耦合效應 180
10.1 Ti(0001)表層與TiO2納米晶粒 180
10.1.1 含缺陷TiO2的光催化活性 180
10.1.2 Ti(0001)表層的能級偏移 181
10.1.3 缺陷誘導的量子釘扎與極化效應 181
10.1.4 缺陷對光催化活性的增強效應 183
10.2 ZnO納米晶粒 184
10.2.1 釘扎與極化的尺寸效應 184
10.2.2 帶隙、功函數(shù)與磁性 185
10.3 SrTiO3 表面 185
10.4 總結 186
參考文獻 186
第11章 水與溶液耦合氫鍵弛豫動力學 189
11.1 低配位與水合作用 189
11.2 O:H—O 耦合氫鍵 191
11.2.1 水的基本規(guī)律 191
11.2.2 耦合氫鍵協(xié)同效應 192
11.2.3 比熱與相變 193
11.3 超固態(tài)與準固態(tài) 194
11.3.1 主要特征 194
11.3.2 超固態(tài)過冷 195
11.4 電子與聲子譜學 196
11.4.1 STM 和 STS：強極化 196
11.4.2 表皮：釘扎與極化 197
11.4.3 超快PES：非鍵電子極化 197
11.4.4 XAS：超固態(tài)熱穩(wěn)定性 199
11.5 鹵化物溶液的陰離子作用 204
11.6 總結 206
參考文獻 207
第12章 **篇結束語 215
12.1 主要成果 215
12.2 局限性 218
12.3 應用前景 218
第二篇 超低能電子衍射解譜：成鍵動力學
第13章 第二篇緒論 223
13.1 內容概覽 223
13.2 超低能電子衍射譜學概述 224
13.3 表面化學吸附概述 227
13.4 本篇主旨 229
參考文獻 229
第14章 固體表皮化學吸附原理 233
14.1 VLEED 共振衍射 233
14.1.1 多重衍射 233
14.1.2 多光束干涉 235
14.1.3 散射矩陣和相移 235
14.1.4 多原子計算代碼 236
14.2 化學吸附成鍵動力學 236
14.2.1 觀測結果 236
14.2.2 化學吸附規(guī)則 237
14.2.3 M2O四面體結構 239
14.2.4 O-Cu(001)的鍵結構與原子化合價 241
14.2.5 鍵幾何與原子位置 242
14.2.6 表面重構機理 245
14.3 價帶態(tài)密度 247
14.3.1 O-派生的態(tài)密度 247
14.3.2 O2-派生的態(tài)密度 248
14.3.3 異常的類氫鍵 249
14.4 表面勢壘與能量的關聯(lián)性 249
14.4.1 鉢方案 249
14.4.2 表面勢壘 250
14.4.3 一維原子勢壘 251
14.4.4 表面勢壘的能量描述 252
14.4.5 基本參數(shù)與函數(shù) 253
14.4.6 表面勢壘的意義和局限性 257
14.5 總結 257
參考文獻 257
第15章 VLEED解析技術 261
15.1 解析方法 261
15.1.1 數(shù)據(jù)校準 261
15.1.2 參數(shù)初始化 263
15.1.3 計算方法 263
15.1.4 模型校準原則 263
15.2 代碼的有效性 264
15.2.1 清潔 Cu(001)表面 264
15.2.2 O-Cu(001)表面 265
15.3 模型的實現(xiàn) 268
15.3.1 數(shù)值量化 268
15.3.2 物理意義 270
15.4 總結 271
參考文獻 271
第16章 VLEED解譜靈敏度與可靠性 273
16.1 解的**性 273
16.1.1 ReV(z; z0， λ)的靈敏度 274
16.1.2 ImR(z; z1， α)的相關性 275
16.1.3 解的確定性 275
16.2 解譜功能性和可靠性 278
16.2.1 解析程序 278
16.2.2 對鍵幾何的敏感性 281
16.2.3 對表面勢壘的敏感性 281
16.3 總結 283
參考文獻 283
第17章 化學鍵-能帶-勢壘與功函數(shù) 285
17.1 角分辨 VLEED 285
17.2 布里淵區(qū)和能帶結構 287
17.2.1 布里淵區(qū)和有效電子質量 287
17.2.2 晶格重構 288
17.2.3 價帶 289
17.3 鍵幾何、價帶態(tài)密度和三維表面勢壘 289
17.4 內勢常數(shù)與功函數(shù) 292
17.4.1 光束能量減小內勢常數(shù) 292
17.4.2 化學氧吸附減小內勢常數(shù) 292
17.4.3 化學氧吸附降低局域功函數(shù) 292
17.5 物理機制 29