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H吸附诱发ZnO(101^-0)表面的金属化
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O641[理学—物理化学;理学—化学] O649[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]河南科技学院机电学院,河南新乡453003, [2]河南师范大学物理与信息工程学院,河南新乡453003, [3]河南科技学院化学化工学院,河南新乡453003
  • 相关基金:国家自然科学基金(60476047)和河南省高校科技创新人才支持计划(2008HASTLT030)资助
中文摘要:

采用基于广义梯度近似的投影缀加平面波赝势和周期性边界条件的超晶胞模型,用第一原理方法计算并分析了H在ZnO(101^-0)面上的吸附能、态密度和能带结构.结果表明:1)H单原子吸附时,H在ZnO(101^-0)面上的吸附(用ZnO(101^-0)-H表示)只形成OH原子团,没有ZnH出现;面l上剩余的Zn悬挂键导致此面显示出很强的金属性.DOS和能带分析显示导带(CB)底的Zn 4s态得到电子,向下移动导致价带导带在禁带中出现交叠,呈现明显金属化.2)双H在ZnO(101^-0)面上的吸附用ZnO(101^-0)-2H表示,在ZnO(101^-0)-2H吸附面上,2H分别吸附在O、Zn上,饱和了面上的两个悬挂键,DOS和能带分析显示ZnO(101^-0)-2H吸附面与清洁ZnO(101^-0)面大致相同,均为绝缘面.

英文摘要:

The adsorption energy, density of states (DOS) and band structure of H on a ZnO(101^-0) surface were studied using the first-principles projector-augmented-wave (PAW) method based on density functional theory (DFT) within the generalized gradient approximation (GGA) and the supercell model. It was found that: 1) For H adsorbed on ZnO(101^-0) (denoted ZnO(101^-0)-H) only the OH group was formed and the ZnH species was not detected. The unoccupied Zn 4s electronic state receives an electron and renders the surface metallic. DOS and the band structure show that the Zn 4s electronic state in the conduction band (CB) receives electrons and migrates toward the forbidden band so that overlapping of the CB and valence band (VB) below the Fermi level is observed. 2) When 2H are adsorbed, the ZnO (101^-0) is denoteds ZnO(101^-0)-2H. On the surface of ZnO(101^-0)-2H two Hs are adsorbed separately on Zn and O and the two dangling bonds on the surface are saturated. The analysis of DOS and band structure of the ZnO(101^-0)-2H surface shows that it is the same as a clean ZuO(101^-0) surface and that both are insulating surfaces.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781