氟利昂气体在硅（100）-2×1表面上的吸附：基于密度泛函理论的研究

CFCs和HFCs在Si(100)-2×1表面的吸附过程热力学与动力学特性研究表明：CFC吸附为吸热（ΔH分别为+60.59、+39.83、+47.57 kcal/mol）且非自发（ΔG正值），而HFC吸附为放热（ΔH负值）且自发（ΔG负值）。CH3F在硅基表面吸附具有最低活化能（21.13 kcal/mol）、最负吉布斯自由能（-69.60 kcal/mol）和最负结合能（-40.68 kcal/mol），红外光谱显示键合变化和键长调整。

摘要

通过计算机模拟研究了结构特性、能量以及光谱带，以探讨氟利昂气体（即氯氟烃（CFCs）和氢氟烃（HFCs）在Si(100)-2 × 1表面的吸附过程。CFC在非均质硅基表面的吸附表现为吸热反应，而HFC的吸附则为放热反应（$$H 分别为 CH₃F 的 -60.59 kcal/mole、CH₂F₂ 的 -39.83 kcal/mole 和 CHF₃ 的 -47.57 kcal/mole）。此外，CFC和HFC吸附的吉布斯自由能变化表明前者为吸能非自发过程（CFC吸附），后者为放能自发过程（HFC吸附）（$$G 分别为 CH₃F 的 -69.60 kcal/mole、CH₂F₂ 的 -26.89 kcal/mole 和 CHF₃ 的 -28.76 kcal/mole）。CH₃F在硅基表面的吸附具有最低的活化能（21.13 kcal/mole，动力学上更优选），最负的结合能（-40.68 kcal/mole，热力学上更优选），表明吸附物种非常稳定。反应物和产物的红外光谱图中显示了新键的形成以及现有键的长度变化。

图形摘要

氢氟烃在硅基表面的吸附表现为放热且放能的过程。本研究发现了CH₃F在固体表面吸附过程中的最低活化能（动力学上更优选）以及最负的结合能（热力学上更优选）。

利益冲突

无需声明任何利益冲突。

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