(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111513034.7 (22)申请日 2021.12.1 1 (71)申请人 南京理工大 学 地址 210094 江苏省南京市玄武区孝陵卫 200号 (72)发明人 刘伟　苏小伟　苏桂荣　丁志刚　 杨沙　 (74)专利代理 机构 南京理工大 学专利中心 32203 专利代理师 封睿 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种计算缓蚀剂在金属表面的理论极化曲 线的方法 (57)摘要 本发明提出了一种计算缓蚀剂在金属表面 的理论极化曲线的方法， 从铁体相中得到纯净的 Fe （110） 表面， 构建4 ×3×1的Fe （110） 表面并进 行结构优化得到稳定的Fe （110） 表面； 将缓蚀剂 分子依次放在Fe （110） 表面顶位置处， 并对结构 进行优化， 得到稳定的吸附结构； 在缓蚀剂分子 上添加水分子层， 并对结构进行优化， 得到稳定 的共吸附体系； 计算共吸附体系的平 面平均电子 势能， 得到体系的电极电位， 以及共吸附体系的 表面电荷信息； 将共吸附体系作为阴极和阳极， 模拟腐蚀过程中的阳极失电子与阴极得电子过 程， 计算体系在不同电荷状态下的电极电位， 将 得到的电极电位线性拟合， 即得理论极化曲线。 本发明能够较好的给出各种缓蚀剂在不同金属 表面上的极化曲线。 权利要求书2页 说明书5页 附图4页 CN 114676547 A 2022.06.28 CN 114676547 A 1.一种计算缓蚀剂在金属表面的理论极化曲线的方法， 其特征在于， 通过建立电化学 腐蚀模型， 实现材 料极化曲线的计算， 具体步骤如下： 步骤1， 从铁体相中得到纯净的Fe(110)表面， 构建4 ×3×1的Fe(110)表面并进行结构 优化得到稳定的F e(110)表面； 步骤2， 将缓蚀剂 分子依次放在Fe(110)表面顶位置处， 并对结构进行优化， 得到稳定的 吸附结构； 步骤3， 在上一步得到的吸附模型基础上， 在缓蚀剂分子上添加水分子层， 并对结构进 行优化， 得到稳定的共吸附体系； 步骤4， 计算共吸附体系的平面平均电子势能， 根据金属层和水分子层 之间的电势差得 到体系的电极电位， 并得到共吸附体系的表面电荷信息； 步骤5， 将共吸附体系分别作为阴极和阳极， 向共吸附体系引入一系列的过量表面电 荷， 通过施加或削减0.5 ‑2个电子来计算体系在不同电荷状态下的电极电位， 将得到的电极 电位经过线性拟合， 即得理论极化曲线。 2.根据权利要求1所述的计算缓蚀剂在金属 表面的理论极化曲线的方法， 其特征在于， 步骤1中， 从铁体相中得到纯净的Fe(110)表面， 构建4 ×3×1的Fe(110)表面并进行结构优 化得到稳定的Fe(110)表面， 具体方法为： 利用Materials  studio软件， 导入铁单胞结构， 对 铁单胞进行切面， 切出Fe(110)表面并设置为3层， 使用supercell功能将切出的Fe(110)表 面进行扩胞至4 ×3×1， 并在VASP中采用PB E+vdWsurf的DFT方法进行结构优化， 得到稳定的4 ×3×1的Fe(110)表面。 3.根据权利要求1所述的计算缓蚀剂在金属 表面的理论极化曲线的方法， 其特征在于， 步骤2中， 将缓蚀剂分子依次放在Fe(110)表 面顶位置处， 并对结构进 行优化， 得到稳定的吸 附结构， 具体方法为： 利用Materials  studio软件构建咪唑或苯并咪唑分子， 并在VASP中采 用PBE+vdWsurf的DFT方法进行结构优化； 将优化后的分子依次摆放在Fe(110)表面的顶位置 处， 并在V ASP中采用PBE+vdWsurf的DFT方法进行 结构优化， 得到稳定的吸附结构。 4.根据权利要求1所述的计算缓蚀剂在金属 表面的理论极化曲线的方法， 其特征在于， 步骤3中， 在缓蚀剂分子上添加水分子层， 并对 结构进行优化， 得到稳定的共吸附体系， 具体 方法为： 在步骤2中获得的吸附结构的基础上， 在缓蚀剂分子上方添加水分子层， 并在VASP 中采用PBE+vdWsurf的DFT方法进行 结构优化， 得到稳定的金属/缓蚀剂/水的共吸附体系。 5.根据权利要求1所述的计算缓蚀剂在金属 表面的理论极化曲线的方法， 其特征在于， 步骤4中， 计算共吸附体系的平面平均电子势能， 根据金属层和水分子层之 间的电势差得到 体系的电极电位， 并得到共吸附体系的表 面电荷信息， 具体方法为： 利用VASP软件， 采用PBE 泛函的DFT方法计算缓蚀剂与Fe(110)表面以及水分子之间形成的共吸附体系的平面平均 电子势能， 得到金属表面电势EM和近邻金属表面的水分子层的电势Esol， 通过计算EM和Esol的 差值的绝对值， 即得到体系的电极电位， 计算公式为： ΔE＝|EM‑Esol|， ΔE表示体系的电极 电位。 6.根据权利要求1所述的计算缓蚀剂在金属 表面的理论极化曲线的方法， 其特征在于， 步骤5中， 将共吸附体系分别作为阴极和阳极， 向共吸 附体系引入一系列的过量表面电荷， 通过施加或削减0.5 ‑2个电子来计算体系在不同电荷状态下的电极电位， 将得到的电极电 位经过线性拟合， 即得理论极化曲线， 具体方法为： 利用VASP软件， 采用PBE泛函的DFT方法权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114676547 A 2分别计算共吸附体系在引入不同数量的表面电荷下的平面平均电子势能， 体系作为阳极 时， 向共吸 附体系引入一系列亏损表面电荷来计算电势， 进而获得不同亏损表面电荷下 的 电极电位； 体系 作为阴极时， 向共吸附体系引入一系列的过量表面电荷来计算电势， 进而获 得共吸附体系在不同过量表面电荷下 的电极电位； 将得到的电极电位进行线性拟合， 即得 到体系的理论极化曲线。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114676547 A 3