羰基化合物在Si(100)表面[2+2]环加成和α-H裂解反应的选择性

最近研究表明： 丙酮能与半导体Si（100）表面发生[2＋2]环加成和α-H 裂解反应形成相应的Si―C键或Si―O键, 在半导体材料的合成方面具有重要意义. 为进一步弄清不同羰基化合物在Si（100）表面的反应机理,本文应用密度泛函理论方法在B3LYP/6-311＋＋G（d,p）//6-31G（d）水平上较为系统地研究了一系列羰基化合物CH3COR （R=CH3, H, C2H5, C6H5）与Si（100）表面的反应. 研究结果表明： 不论是[2＋2]环加成反应还是α-H 裂解反应都对应较低的反应势垒（小于25 kJ·mol-1）; 环加成反应的势垒比α-H 裂解反应的势垒略高; 羰基上的取代基对反应势垒的影响较少; α-H裂解反应产物为动力学和热力学控制产物; 对丁酮来说, 1-位和3-位H原子的裂解反应都比较容易, 势垒相差很小. 这些结果表明羰基化合物与Si（100）表面的反应将得到多种产物.