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W(110)表面反常STM图像的密度泛函理论研究
摘要：
该论文以W(110)表面反常STM图像为研究对象，利用密度泛函理论对其进行分析和研究。首先介绍了W(110)表面的基本结构和反常STM现象的形成机理，接着介绍了密度泛函理论的基本原理和计算方法，然后分析了W(110)表面反常STM图像中出现的缺陷和原子结构，并探讨了这些缺陷和结构对表面性质的影响。最后，结合实验结果，论文得出了一些结论。研究结果表明，密度泛函理论是一种有效的研究表面反常STM图像的方法，可以为材料科学和表面科学的研究提供重要的参考和指导。
关键词：W(110)表面；反常STM图像；密度泛函理论；原子结构；表面性质。
Abstract:
ThispaperfocusesontheanomalousSTMimagesofW(110)surface,andanalyzesandstudiesthemusingdensityfunctionaltheory.Firstly,thebasicstructureofW(110)surfaceandtheformationmechanismofanomalousSTMphenomenaareintroduced,thenthebasicprinciplesandcalculationmethodsofdensityfunctionaltheoryareexplainedindetail.Afterwards,thedefectsandatomicstructuresintheanomalousSTMimagesofW(110)surfaceareanalyzedandtheirimpactonsurfacepropertiesisdiscussed.Finally,someconclusionsaredrawnbasedontheexperimentalresults.TheresearchshowsthatdensityfunctionaltheoryisaneffectivemethodforanalyzingtheanomalousSTMimages,andcanprovideimportantreferenceandguidanceformaterialscienceandsurfacescienceresearch.
Keywords:W(110)surface;anomalousSTMimages;densityfunctionaltheory;atomicstructure;surfaceproperties.
正文：
一、引言
随着微观尺度下材料表面性质研究的日益深入，在STM技术的帮助下，科学家们已经获得了大量的表面反常STM图像。这些图像不仅揭示了材料表面的微观结构和物性，而且也有助于设计和优化材料中的化学反应和表面功能。然而，如何解释这些反常STM图像是一个仍然存在争议的问题。通过密度泛函理论的研究，可以更深入地解释和理解表面物理现象，以及材料性质的规律。
本论文以W(110)表面反常STM图像为研究对象，利用密度泛函理论进行分析和研究，探讨了这些图像中出现的缺陷和原子结构，并研究了这些结构对表面性质的影响。
二、W(110)表面的基本结构和反常STM现象的形成机理
W(110)表面是一种刚性平面，属于BCC结构，其表面晶面与体晶面的相对取向为(110)、和[001]方向平行。在STM中，通常使用钨金属作为扫描探针。当探针靠近表面时，它会感应到在表面上的电场和电势，然后产生电流信号，从而在电子接收器上产生图像。
反常STM现象是指在STM中出现的界面处电荷分布不均匀现象，其形成机理比较复杂。一般认为，它的形成与表面缺陷有关。表面缺陷会导致表面电荷分布发生改变和调整，从而引起反常STM现象的出现。
三、密度泛函理论的基本原理和计算方法
密度泛函理论是指一种基于电子密度分布的理论计算方法。该理论利用电子密度为系统引入一个自变量，从而将多粒子问题转化为单粒子问题，进而计算出系统的基态能量、电子结构、原子结合等性质。
在密度泛函理论中，电子密度是所有信息的核心和基础。电荷密度取代了单个电子波函数作为描述电子状态的输入量。其基本假设是电荷密度的函数是唯一的和确定的。其基本方程可以表示为：
E[n]=T[n]+Eee[n]+Eext[n]+Exc[n]
其中，E[n]是粒子密度为n的系统的交换相关总能量，T[n]是动能，Eee[n]是电类势，Eext[n]是外势能，Exc[n]是交换关联能。
计算密度泛函理论通常采用Kohn-Sham方法，将粒子能量分为动能和有效势能两部分，再通过对有效势能的求解，得到了电荷密度和各种材料性质的计算结果。
四、W(110)表面反常STM图像中出现的缺陷和原子结构
W(110)