Adsorption Behavior of Different Hydrocarbon Groups on Carbon Atoms of the Cr3C2(010) Surface and Its Influence on the Nucleation Tendency of CVD Diamond

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，研究了CH3、CH2、CH和C四种碳氢基团在Cr3C2(010)晶面上的吸附行为及其对CVD法制备金刚石涂层形核倾向的影响。Cr3C2(010)晶面存在两种具有不同局部配位环境的C原子，两原子的Cr配位数不同，导致两活性位点具有不同的表面化学活性。以两种活性C原子分别对应的位点1和位点2为研究对象，对四种碳氢基团在两类活性位点上的成键特征及吸附结构进行了研究。结果表明：除位点1处的C基团外，CH3、CH2、CH和C均可在相应活性位点稳定吸附，四种基团在两位点上的吸附强度存在明显差异，整体上位点1处的吸附能低于位点2处；不同碳氢基团吸附后形成的局部构型和成键类型存在差异，其中CH3基团吸附后形成的局部结构与金刚石晶体中碳原子的四面体配位特征较为接近，对增强形核过程的金刚石形核倾向的作用较为显著，其他基团吸附后不具有明显sp3碳结构特征，并可能将sp、sp2引入碳网格。