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    泛涵密度理論於硫化氫在Group IV (Si, Ge/Si, Ge) 半導體表面吸附與反應之研究
    (2011) 鄧宗凡; Tsung-Fan Teng
    本文利用泛函密度理論(DFT)探討硫化氫(H2S)在Si(100)-c(4x2)表面, Ge/Si (100)-c(4x2)與Ge(100)-c(4x2)表面上的吸附和反應。在這次研究中，我們發現了四種最穩定產物，其中一個是從來未在文獻中討論過的；這四種穩定產物都是從硫化氫分子吸附經由二次的氫解離，到硫原子跨橋鍵結的過程。另外，經由DOS分析發現Si (100)表面, Ge/Si (100)表面和Ge (100)表面擁有相似的特徵，其中都以c (4×2)為最穩定的表面。 在三者表面上，我們利用理論計算探討表面特性，包括鍵角、鍵能及鍵長；當硫化氫吸附上表面，我們也利用計算提供了中間物和產物的吸附能、鍵角、鍵長、振動波長、結合能以提供後續實驗化學家參考。 根據理論計算數據，我們也畫出反應能量圖，藉由此圖我們可清楚知道反應路徑、反應機構及能量的變化。在四個穩定產物中，其中兩個產物比較取決於動力學下的產物：另外中兩個產物比較取決於熱力學下的產物。主要原因在於速率決定步驟時的活化能以及產物的相對能量。根據反應能量圖，我們也發覺有些反應活化能較小，也利用了EDD(electron density difference) 去探討電子密度的分布來找到合理的解釋。 再者由於電子產品的不斷創新，本實驗也提供了不同材料表面的探討，原來由鍺來替換矽材料，是希望藉由鍺的電子高移動速率，達到較高品質的電子產品，但鍺表面的易氧化帶來負面效果，所以探討了在矽表面濺鍍一層鍺的表面特性。