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氢原子在Be(0001)表面吸附的密度泛函理论研究
  • 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] O647[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]浙江大学物理系,杭州310027
  • 相关基金:浙江省教育厅科研项目(Y200804278); 长江学者和创新团队发展计划(IRT0754)资助~~
中文摘要:

采用第一性原理的密度泛函理论研究单个氢原子和多个氢原子在Be(0001)表面吸附性质.给出了氢吸附Be(0001)薄膜表面的原子结构、吸附能、饱和度、功函数、偶极修正等特性参数.同时也讨论了相关吸附性质与氢原子覆盖度(0.06-1.33ML)的关系.计算结果表明:氢原子的吸附位置与覆盖度之间有强烈的依赖关系,覆盖度低于0.67ML时,氢原子能量上易于占据fcc或hcp的中空位置;覆盖度为0.78ML时,中空位与桥位为氢原子的最佳吸附位;覆盖度在0.89到1.00ML时,桥位是氢原子吸附能量最有利的位置;以上覆盖度中Be(0001)表面最外层铍原子的结构均没有发生明显变化.当覆盖度为1.11-1.33ML,高覆盖度下Be(0001)表面的最外层铍原子部分发生膨胀,近邻氢原子渗入到铍表面次层,氢原子易于占据在hcp和桥位.吸附结构中的氢原子比氢分子中的原子稳定.当覆盖度大1.33ML时,计算结果没有发现相对于氢分子更稳定的吸氢结构.同时从分析偶极修正和氢原子吸附垂直高度随覆盖度的变化关系判断氢覆盖度为1.33ML时,在Be(0001)表面吸附达到饱和.

英文摘要:

We report on density functional theory (DFT) total-energy calculations within the generalized gradient approximation for the adsorption of hydrogen onto Be(0001) surface. To investigate the atomic geometries and stability with different hydrogen coverages for this system, we changed the atomic hydrogen coverage from 0.06 to 1.33 monolayer (ML) using various surface supercell geometries. The calculations showed that the adsorption sites have a strong dependence on hydrogen coverage. The adsorbates mainly occupied fcc and hcp hollow sites below 0.67 ML. At 0.78 ML the hydrogen atoms were adsorbed on hollow and bridge sites while for the higher coverage range (ca 0.89-1.00 ML) the hydrogen atoms were adsorbed onto the tilted bridge sites, i.e., a bridge site with a small deviation towards the hollow position. From 1.11 to 1.33 ML, the adsorbed hydrogen atoms were located at hcp and bridge sites, and some Be surface atoms were expanded. All these adsorption configurations were found to be energetically favorable with a H2 reference point fixed on H2 molecule. Further total-energy calculations based on a p(3×3) geometry did not revealed any stable or energetically favorable adsorption geometry versus the H2 molecule beyond a hydrogen coverage of 1.33 ML.

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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