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第一章 化学吸附的宏观物理量及实验过程 1

1.1 化学吸附的基本概念 1

1.1.1 吸附的种类及其区别 1

1.1.2 描述吸附的物理量 4

1.1.3 平衡吸附规律的描述 8

1.1.4 化学吸附的表面结构 10

1.2 表面分析概述 15

1.2.1 如何获得表面信息 15

1.2.2 表面探针的选择 16

1.2.3 相关的测量仪器 16

1.3 电子衍射及应用 17

1.3.1 引言 17

1.3.2 由LEED图像直接推断表面的二维结构 17

1.3.3 LEED实验装置 19

1.3.4 清洁表面和有序化学吸附层结构的部分测量结果 21

1.4 俄歇电子谱（AES） 24

1.4.1 俄歇电子发射的机理 24

1.4.2 俄歇电子谱仪的结构 25

1.4.3 AES的应用 27

1.5 光电子谱（PES） 32

1.5.1 光电子谱（PES）的发展和分类 32

1.5.2 光电子谱（FES）的基本原理 33

1.5.3 光电子谱（PES）的实验装置 34

1.5.4 X射线光电子谱（XPS）的应用 37

1.5.5 光电子谱（PES）的实验结果 41

1.6 场发射显微镜（FEM）和场离子显微镜（FIM） 46

1.6.1 场致电子发射的基本原理 46

1.6.2 场发射显微镜（FEM） 47

1.6.3 场发射显微镜（FEM）的应用 48

1.6.4 场离子显微镜（FIM） 50

1.7.1 STM工作原理 51

1.7 扫描隧道显微镜（STM） 51

1.7.2 STM仪器装置 52

1.7.3 STM特点与测量举例 54

1.8 其他能谱技术 56

参考文献 58

第二章 化学吸附的量子理论基础 59

2.1 表面态理论概述 59

2.2.1 金属体内的电子状态 60

2.2 理想简单金属表面电子结构 60

2.2.2 有效体态密度、表面态密度、局域态密度和积分态密度 62

2.2.3 金属表面电子态——准自由电子气模型 64

2.3 理想半导体的表面态 67

2.3.1 NFE模型中的电子状态 68

2.3.2 晶体中的实数k能带和表面区的复数k能带 72

2.3.3 基于NFE模型的窄禁带半导体表面态的形成 74

2.3.4 窄禁带半导体表面态密度 78

2.4.1 Hohenberg-Kohn定理 80

2.4 密度泛函理论简述 80

2.4.2 局域密度近似（LDA） 82

参考文献 83

第三章 不同衬底表面的化学吸附简述 84

3.1 小分子在胶体（简单金属）表面的化学吸附 84

3.1.1 线性响应理论 84

3.1.2 有效单电子薛定谔方程 85

3.1.3 计算结果与讨论 87

3.2 半导体表面的化学吸附 91

3.2.1 半导体表面的一般性质 91

3.2.2 半导体清洁表面与化学吸附表面的计算方法 93

3.2.3 计算结果与讨论 96

3.3 d能带金属表面的化学吸附 99

3.3.1 d能带金属表面的特点 99

3.3.2 简单的理论处理方法 100

3.3.3 自洽处理的理论方法 104

参考文献 113

第四章 化学吸附系统模型的建立 116

4.1 Hatree-Fock近似 116

4.1.1 Hatree方程 117

4.1.2 Hatree-Fock方程 117

4.1.3 开壳无约束Hatree-Fock（UHF）近似 119

4.1.4 开壳有约束Hatree-Fock（RHF）近似 120

4.2 格林函数方法简述 121

4.2.1 格林函数的定义及与之相关的物理量 121

4.2.2 Dyson方程 123

4.3 两种常见的数学处理 126

4.3.1 Kramers-Kronig关系 126

4.3.2 复能面积分技术 127

4.4 纽恩斯－安德森（Newns-Anderson）化学吸附模型 129

4.4.1 P.W.Anderson能量哈密顿量 129

4.4.2 Newns-Anderson模型理论框架 131

4.4.3 Newns-Anderson模型的进一步讨论 134

4.5 爱因斯坦－施里弗（Einstein-Schrieffer）化学吸附模型 136

4.5.1 衬底和表面吸附原子的波函数 136

4.5.2 ES理论模型框架 139

4.5.3 基本方程进一步讨论 142

4.6 戴维森（Davison）化学吸附模型 147

4.6.1 一维轨道链模型 147

4.6.2 Davison模型理论框架 149

4.6.3 基本方程的进一步讨论 152

参考文献 153

第五章 数学方法和计算机模拟手段 155

5.1 虚拟晶体近似（VCA） 155

5.1.1 有限数目杂质的处理 155

5.1.2 无限数目杂质的处理 157

5.1.3 VCA近似 157

5.2 平均T矩阵近似（ATA） 158

5.3.1 相干势近似（CPA）的原理 160

5.3 相干势近似（CPA） 160

5.3.2 CPA方法的改进——BPA 162

5.4 连分数方法（CFT） 164

5.4.1 连分数方法（CFT）的理论基础 165

5.4.2 CFT方法与CPA方法的对比 166

5.5 计算机模拟的簇原子模型方法 167

5.5.1 簇原子模型的理论基础 167

5.5.2 簇原子模型在化学吸附中的应用 171

参考文献 172

第六章 化学吸附理论的应用 174

6.1 过渡金属原子在衬底表面的化学吸附 174

6.1.1 一般处理方法 174

6.1.2 去耦合方法 177

6.1.3 应用去耦合方法所得结果与讨论 183

6.2 无序合金表面的化学吸附 184

6.2.1 合金衬底的特点及其处理方法 184

6.2.2 化学吸附系统模型的建立 185

6.2.3 理论处理方法 188

6.2.4 不同化学吸附系统的结果与讨论 191

6.3 杂质对化学吸附的影响 198

6.3.1 含杂化学吸附系统模型的建立 199

6.3.2 理论处理方法 200

6.3.3 杂质在不同的化学吸附系统中的处理结果与讨论 204

6.4 载体催化剂表面的化学吸附 208

6.4.1 载体催化剂化学吸附系统模型的建立 208

6.4.2 理论处理方法 210

6.4.3 不同载体催化剂的理论处理结果与讨论 212

6.5 计算机模拟方法在化学吸附中的应用 215

6.5.1 自洽电荷EHT的基本理论简述 215

6.5.2 簇模型的建立和选取 217

6.5.3 计算结果与讨论 220

参考文献 222