【摘 要】
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作为一种重要的科学研究工具，扫描隧道显微镜(STM)在物理、化学、生物、材料等多个领域发挥着非常重要的作用。在本论文中，我们利用低温超高真空扫描隧道显微镜研究了金红石型T
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作为一种重要的科学研究工具，扫描隧道显微镜(STM)在物理、化学、生物、材料等多个领域发挥着非常重要的作用。在本论文中，我们利用低温超高真空扫描隧道显微镜研究了金红石型TiO2(110)表面的多种分子的吸附、扩散及反应，包括CO，O2，CO2。
第一章首先介绍了扫描隧道显微学的基本原理和论文所使用的低温超高真空扫描隧道显微镜的工作原理及涉及到的计算方法，并将结合一系列的代表性成果，分类介绍STM在表而分子吸附体系中的分析方法和研究手段。
第二章主要介绍了二氧化钛材料的研究背景，认识了金红石型TiO2(110)表而的晶体结构、电子结构及表而主要点缺陷，我们利用UHV LT-STM研究了液氮温度下金红石型TiO2(110)表而上CO分子的吸附与扩散特性，澄清了这一领域长期存在的吸附位置的问题。
第三章里我们主要研究了CO分子和O2分子的共吸附情况，发现了CO分子与预吸附的Oad形成葫芦状(CO-Oad)和哑铃状(CO-Oad-CO)的两种稳定的复合结构，通过超高分辨扫描隧道显微镜结合DFT计算，详尽的捕述了复合结构的形貌，形成过程及其电子分布特征。并进一步探讨了CO与预吸附的Oad原子的反应活性，为进一步理解TiO2(110)表而的实际催化过程提供了有意义的信息。
第四章中，我们利用UHV LT-STM研究了液氮温度下CO2分子在金红石型TiO2(110)表面的吸附与反应过程。通过原位观察了C02分子在TiO2(110)农而的吸附情况，确定了CO2分子在TiO2(110)表而的唯一吸附位置：并且通过针尖诱导脉冲反应，复刻了CO2还原反应的初始步骤，为探讨TiO2的光催化机理提供了详尽可靠的证据。
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