温度对GaN(0001)表面吸附生长TiO₂分子的影响

采用基于第一性原理的从头计算分子动力学方法,模拟了在300,400,500,600和700 ℃ 5种温度下TiO2分子在GaN(0001)表面吸附的动力学过程,研究了吸附过程中系统能量、动力学轨迹、Mulliken布居分析、表面成键电子密度分布(ELF)以及扩散系数等性质。结果表明,温度会影响TiO2分子中两个O原子与GaN表面两个Ga原子成键顺序;500 ℃时O2—Ga3成键的时间最早,TiO2在GaN(0001)表面吸附生长的速率最快。600 ℃下TiO2分子在物理吸附阶段的扩散系数比在500 ℃下扩大了接近100倍,500 ℃时O—Ga1的局域电荷分布ELF值最大为0.750,说明500 ℃下O—Ga1键共价性最强。由此可见,TiO2分子在GaN(0001)吸附生长最佳温度是500 ℃