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求教:ZnO各个晶面能是如何计算的?

透射电镜(TEM)

  • ZnO 的(002),(100),(101),(110),(103)等晶面的晶面能如何计算呢?

    其数值多少呢,有人看到此方面的报道么?

    特此请大虾请教。谢谢!

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  • Jin

    第1楼2006/05/11

    哈哈
    居然碰到一个
    我现在想找ZnSe的晶面能
    不过是cubic和hexagonal的都要
    可惜现在有报道的都是ZnS的模拟
    模型倒挺多
    如果你有条件可以用第一性原理,分子动力学原理进行模拟
    ZnO的我不是很清楚
    而我的ZnSe我只找到一篇PRL上有cubic的
    wurtzite的数据没有
    郁闷啊
    如果你什么时候知道了ZnO的也给我发一份啊
    我也quote一下

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  • cxlruzhou

    第2楼2006/05/12

    ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    我这边有一篇关于ZnO的,"Applied Physics Letters (APL) 80 (2002)3090"
    你可参考一下,有关于(002)-1.6J/m2, (110)-2.0J/m2, (101)-3.4J/m2这三个的,别的还没看到,想知道另外几个,并且想明白具体怎么算出来的,物理依据是什么。 这些固体物理学方面的知识希望有做这方面工作的大虾指点一下。

    后面作者引用的文章,我还没有找到,Journal of crystal growth 130 (1993)269 上面或许有更详细的信息。我这边网上资源还没找到,你若能找到给传一份,希望多多交流。
    E-mail: cxlruzhou@163.com

    querida 发表:哈哈
    居然碰到一个
    我现在想找ZnSe的晶面能
    不过是cubic和hexagonal的都要
    可惜现在有报道的都是ZnS的模拟
    模型倒挺多
    如果你有条件可以用第一性原理,分子动力学原理进行模拟
    ZnO的我不是很清楚
    而我的ZnSe我只找到一篇PRL上有cubic的
    wurtzite的数据没有
    郁闷啊
    如果你什么时候知道了ZnO的也给我发一份啊
    我也quote一下

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  • Jin

    第3楼2006/05/16

    大致的方法是
    考虑到内部原子和表面的原子的不同,然后把到原子之间的相互作用(包括长程的库仑相互作用和短程的电子云交叠产生的作用)都写出来,库仑相互作用可以用二维的parry方法而用Buckingham 势来建立模型,就可以计算了。当然最后在作一个弛豫就可以了(因为大量的研究解理面110=的文章来看,他们的表面有会发生重构,导致阴,阳离子会有不同的趋向,粗略的有个29度左右的旋转)
    那篇j.cryst.growth的文章老了,所以没有买。
    看来写email给作者吧。
    如果采用你提供的paper,从趋势来看ZnO和ZnS展现了很大的差异,六角的ZnO是(0001)<(11-20)<(10-10)而六角的ZnS是(11-20)<(10-10)<(0001)。讨论基于比较理想的情况。但是特殊情况,比如对于立方的ZnS,如果考虑到110表面的点缺陷,那么必然引起Zn和S化学计量比的变化,这样会使110这个非极化面的能量提高。
    为什么ZnO中极化的面具有较低的表面能但是ZnS中极化的面却具有最高的能量?我对这片apl引用的结果有点怀疑。我更趋向于2个非极化的面的能量比0001这个极化的面的能量低,而大量的报道都展示了这样的特征。那就是对于纳米的ZnO纳米belt来说,其占统治地位的表面是非极化的10-10和11-20,我们知道纳米样品的表面特性对其的稳定性有很大的影响。而样品的生长基本上是趋向于能量最小。所以0001应该会具有较高的能量,我想至少在王中林的文章中是这个理解。(apl 84 975)继续下去,他们研究的ZnS样品是同样展示了极化的0001具有最高的能量。这一点就比较一致了。因为II-VI半导体在很多性质上具有universal的性质。而他们报道的ZnO nanoring的样品展现了占统治地位的0001面且指向圆心,这一点在我们在ZnSe上也发现了同样的结构,参看apl 2006 88 183110提到生长的原因。而wang的解释是形成圈可以降低体系的能量,所以可以有0001作表面。
    如果是这样,我现在写的一个paper就有救了哈哈,我就是要ZnSe的表面能。不行就universal一把了

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  • Jin

    第4楼2006/05/17

    但是查他的文章没有发现他引用ZnO表面能的数据
    1)是他没有查到过,我想可能性不大
    2)是觉得数据有问题

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  • ocean007

    第5楼2006/05/17

    这个说的有道理

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  • lxqcom168

    第6楼2006/05/17

    高深啊,我也遇到过,不只如何计算,最后放弃了

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  • Jin

    第7楼2006/05/17

    你提供的这个
    那个第二作者是贾春林吧
    呵呵郁闷呐
    本想去他那联合培养的,因为直博没有硕士学位泡汤了

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  • cxlruzhou

    第8楼2006/05/17

    特别感谢querida 大虾的精彩分析和评论!

    我做的MOCVD-ZnO 薄膜随温度变化的关系是:
    低温下是较纯(002),逐渐增加温度出现(110)和(100)出现,再较高温度(110)消失,(100)有所增强,最后更高的温度区域是强(101)趋向。
    初步得到实验结果的演变规律:(002)-(110)-(100)-(101)。

    我想这应该是温度激活将ZnO薄膜从较低能量激活到较高能量的晶面能,但这毕竟是相对粗糙的推断。期望能得到更多的理论支持。。。

    许多ZnO报道中研究者一致认为(002)具有最低的表面能,希望能看到更多理论上的物理探讨(如晶面能方面等),感谢大家提出宝贵意见。

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  • cxlruzhou

    第9楼2006/05/17

    -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    德国的这家研究所很有名气的,我有个的师兄也是去他那边联合培养,做了三年博士工作,做出了不少成果。。很不错。。

    querida 发表:你提供的这个
    那个第二作者是贾春林吧
    呵呵郁闷呐
    本想去他那联合培养的,因为直博没有硕士学位泡汤了

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  • Jin

    第10楼2006/05/17

    我想从你的结果来看能量的趋势和前面一篇的apl的趋势类似
    0001 11-20 然后是10-10
    不知道这个对衬底的影响有没有考虑过呢
    不过我也不是很清楚了,ZnO的
    可惜了,上午王中林在武大作了个报告
    忘记了让同学问下他就好了

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