W(110)表面反常STM图像的密度泛函理论研究

摘要

采用密度泛函理论的第一性原理方法研究了W(110) p(1×1)表面的STM图像对于衬底偏压的依赖性.计算结果表明:在衬底负偏压条件下,W(110) p(1×1)表面的钨原子在STM图像中显示为暗点而非通常在其它过渡金属中观察到的亮斑,并且暗点随偏压绝对值的减小而逐渐弱化.计算还模拟了恒流模式的STM测量时针尖的起伏变化.当衬底偏压在0～100 meV区间时,针尖起伏高度最为明显(～0.006 nm).在更高的正偏压下,STM的针尖起伏随偏压改变而线性变化(0.001 5～0.003 5 nm).这些结果说明了W(110) p(1×1)表面是非常平坦的.由于钨原子的价电子为5d态,和3d电子相比具有更为扩展的行为,表面态电子波函数交叠区间集中在原子周围,所以STM测量时亮点突起出现在原子的周围.