Au(110)、Ir(110)表面結(jié)構(gòu)和氧原子吸附的第一性原理研究.pdf

1、第一性原理研究在許多領(lǐng)域已經(jīng)取得了巨大的成果,使我們從微觀的角度更深入地理解固體和表面特性的物理本質(zhì),并能夠預(yù)測體系許多性質(zhì)及其變化的趨勢。隨著計算理論和計算方法的不斷改進,第一性原理計算已經(jīng)在適用性和準確度都有了很大的提高。但是,第一性原理在研究復(fù)雜固體和表面體系,尤其是對包含第一行元素或者d或f電子的系統(tǒng),尚處于探索階段或者尚未獲得理想的結(jié)果。關(guān)于上述系統(tǒng)計算的理論和方法及其應(yīng)用仍處于不斷發(fā)展和改進的過程,人們也給予越來越多的關(guān)注。

2、以下是本文將要開展的主要內(nèi)容以及獲得的重要計算結(jié)果:
　　 1用密度泛函理論(DFT)研究了金屬Au(110)表面結(jié)構(gòu)以及氧原子的吸附狀態(tài)。計算得到Au(110)-(1×2)缺列再構(gòu)表面原子的弛豫分別是-15.0％(△d12/d0)和-1.1％(△d23/d0),表面能為52.7 meV/(A)2,功函數(shù)Φ=5.00eV;Au(110)-(1×3)缺列再構(gòu)表面的△d12/do=-20.5％,△d23/d0=+2.7％,表面能53

3、.4 meV/(A)2,Φ=5.05eV.計算模擬了它們的STM圖像并記錄了STM針尖的起伏變化。研究發(fā)現(xiàn)Au(110)-P(1×1)和p(1×2)再構(gòu)表面的氧吸附,在高覆蓋下各吸附位置的吸附能值均為負值,較難發(fā)生氧吸附。說明Au(110)表面基本上與氧不發(fā)生吸附和反應(yīng),具有很高的化學(xué)惰性。
　　 2用密度泛函理論(DFT)的總能計算研究了金屬Ir(110)表面結(jié)構(gòu)以及氧原子的吸附狀態(tài)。計算得到Ir(110)-(1×1)的外層表

4、面間的馳豫分別是-13.3％(△d12/d0)和+6.1％(△d23/d0),表面能σ=175meV/(A)2,功函數(shù)Φ=5.22eV;相應(yīng)的Ir(110)-(1×2)缺列再構(gòu)表面的△d12/d0=-9.7％,△d23/d0=-2.4％,表面能為169meV/(A)2,Φ=5.33eV。研究Ir(110)-(1×1)和(1×2)再構(gòu)表面氧吸附,發(fā)現(xiàn)各吸附位置的吸附能值均為正值,表明吸附為放熱反應(yīng),且氧原子最有可能吸附在短橋位(short