Ti原子与氮掺杂金刚石(001)界面结合强度的第一性原理研究

作者：刘勇涛; 周霖^*; 李铜; 查康; 刘睿家; 马杰

来源：原子与分子物理学报, 2022, 39(02): 48-51.

DOI：10.19855/j.1000-0364.2022.021007

• 氮掺杂金刚石
• Ti原子
• 密度泛函理论
• 结合强度

金属钛原子在金刚石表面的结合强度直接影响金刚石真空介电窗口的使用性能和寿命.本文通过基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了Ti原子与不同氮掺杂位置的金刚石(001)界面的结合能、电荷分布和稳态几何结构.结果表明:Ti原子与N原子取代掺杂在第二层C原子处金刚石表面的结合能比未掺杂和掺杂在第三层的结合能都高,达到-7.293 eV,使得金刚石表面形成的界面结构更加稳定,结合强度更好;通过电荷分布分析,N原子掺杂在第二层金刚石表面的Ti原子上的电荷转移最明显,对金刚石表面碳原子吸附最强,也具有更好的结合强度.与未掺杂金刚石表面形成的Ti-C键键长相比,N掺杂在第二层和第三层C原子处金刚石表面形成的Ti-C键键长比前者分别长0.051?和0.042?,略有增加.

• 单位
  西华大学