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相似文献
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1.
使用基于密度泛函理论的第一性原理赝势法和超原胞模型,研究了吸附在Cu(100)表面上的二维有序排列的幻数团簇Nb4的结构稳定性及其电子结构性质.计算表明,四面体结构和平面的菱形结构的Nb4团簇都可以稳定地吸附在Cu(100)表面上,这个体系很可能有重要的应用前景.在Cu(100)表面上,菱形结构的Nb4比四面体结构的Nb4更稳定,从Nb4团簇的四面体结构到菱形结构,需经过的势垒高度约为0.94 eV/团蔟.电子结构的计算表明,在Nb4吸附后,Cu(100)表面与Nb4团簇间有明显的电荷重新分布,表面Cu原子的电子态密度也明显改变.  相似文献   

2.
基于第一性原理密度泛函理论(DFT)方法研究了Cu12Fe团簇的结构稳定性、热力学稳定性和反应活性.计算得出正二十面体Fe原子核心团簇Ih-core比正二十面体Fe原子壳层团簇Ih-shell的热力学稳定性更强.通过分析吸附能讨论了CO和H2在Ih-core团簇上的吸附构型.计算结果表明,Ih-core团簇以顶角Corner位吸附CO时吸附能最大,吸附模型最稳定,H2吸附过程中发生了解离,两个氢原子均形成表面Facet位吸附构型.最后,通过分析前线轨道得到吸附过程的轨道信息.  相似文献   

3.
贺艳斌  贾建峰  武海顺 《物理学报》2015,64(20):203101-203101
采用基于色散校正的密度泛函理论进行了第一性原理研究, 详细分析了肼(N2H4)在Ni8Fe8/Ni(111)合金表面稳定吸附构型的吸附稳定性和电子结构及成键性质. 通过比较发现, 肼分子以桥接方式吸附在表面的两个Fe原子上是最稳定的吸附构型, 其吸附能为-1.578 eV/N2H4. 同时发现, 肼分子在这一表面上吸附稳定性的趋势为: 桥位比顶位吸附更有利, 且在Fe原子上比在Ni原子上的吸附作用更强. 进一步分析了不同吸附位点上稳定吸附构型的电子结构、电荷密度转移以及电子局域化情况. 结果发现: 相同吸附位点的电子态密度图基本一致, 并且N原子的p轨道和与之相互作用的表面原子的d轨道之间存在态密度上的重叠; 吸附后电荷密度则主要从肼分子转移到表面原子之上; 在电子局域化函数切面图中也发现吸附后电子被局域到肼分子的N原子和相邻的表面原子之间. 这些电子结构的表征都充分说明肼分子与表面原子之间通过电荷转移形成了强烈的配位共价作用.  相似文献   

4.
使用基于密度泛函理论的第一性原理赝势法和超原胞模型,研究了吸附在Cu(100)表面上的二维有序排列的幻数团簇Nb4的结构稳定性及其电子结构性质.计算表明,四面体结构和平面的菱形结构的Nb4团簇都可以稳定地吸附在Cu(100)表面上,这个体系很可能有重要的应用前景.在Cu(100)表面上,菱形结构的Nb4比四面体结构的Nb4更稳定,从Nb4团簇的四面体结构到菱形结构,需经过的势垒高度约为0.94eV/团蔟.电子结构的计算表明,在Nb4吸附后,Cu(100)表面与Nb4团簇间有明显的电荷重新分布,表面Cu原子的电子态密度也明显改变. 关键词: 4团簇')" href="#">Nb4团簇 有序排列 结构稳定性 从头计算  相似文献   

5.
运用密度泛函理论下的广义梯度近似和交换关联函数对Cu吸附(SiO2)n(n=1—8)团簇的几何结构、电荷分布、稳定性和电子性质进行了较详细的研究,结果表明:Cu原子易于和带有悬挂键的Si原子作用并形成"铜岛膜";Cu吸附(SiO2)n团簇后Si原子失去电子能力减弱,O原子得到电子能力增强;Cu(SiO2)n(n=1—8)团簇与(SiO2)n(n=1—8)主体团簇稳定性上具有相似性,吸附Cu后团簇能隙明显降低,并接近近红外区域.  相似文献   

6.
本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法, 并同时考虑范德华力的作用, 计算并分析了CO在Cu(110)表面的吸附情况. 结果表明: 1) CO在两个表面Cu原子的短桥位位置吸附最强, 吸附能为1.28 eV. 第二稳定吸附位置为表面Cu原子的顶位, 吸附能为1.23 eV. CO在其他两个位置, 表面两个Cu的长桥位和表面四个Cu的中心位的吸附要弱一些, 约为0.86 eV 和 0.83 eV. 2) 在Cu表面吸附的CO的C-O键长有部分拉长, 这与较强的吸附能和电荷转移相应. 3) 电荷分析表明所有吸附的CO整体上从衬底上面获得部分电荷, 约为0.2 个电荷.  相似文献   

7.
采用密度泛函理论BPW91方法在6-311+G(d,p)基组水平上,对Fe_2、Co_2和FeCo团簇吸附CO过程中可能的几何结构和电子态进行了系统研究.结果表明:三种双原子团簇饱和吸附CO分子数分别为9、8、8,吸附的规律各不相同,簇合物的基态均随着吸附CO分子数的增加而减小.吸附过程中金属原子满足18电子规则对CO吸附位置的起主要决定作用,相同的CO数目而言,FeCo的吸附能总体介于Fe_2和Co_2之间.  相似文献   

8.
本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,并同时考虑范德华力的作用,计算并分析了CO在Cu(110)表面的吸附情况.结果表明:1)CO在两个表面Cu原子的短桥位位置吸附最强,吸附能为1.28 e V.第二稳定吸附位置为表面Cu原子的顶位,吸附能为1.23 e V.CO在其他两个位置,表面两个Cu的长桥位和表面四个Cu的中心位的吸附要弱一些,约为0.86 e V和0.83 e V.2)在Cu表面吸附的CO的C-O键长有部分拉长,这与较强的吸附能和电荷转移相应.3)电荷分析表明所有吸附的CO整体上从衬底上面获得部分电荷,约为0.2个电荷.  相似文献   

9.
运用密度泛函理论, 研究了CO2在Yn (n=2-8) 团簇表面的吸附结构和电子性质。结果表明:CO2吸附于 Yn (n=2-8)团簇表面时,线型的分子结构畸变为三角形构型。YnCO2表现出了较大的吸附能 (大于3eV)。吸附使体系的能隙表现出了奇偶振荡效应。吸附后,C-O键伸长,C原子由电子施体变为受体,O原子所带电子数也显著增加。在所有尺寸中,Y4CO2 、Y6CO2稳定性最好。  相似文献   

10.
采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了非金属N原子和金属原子(M=Mo,Al,Co,Fe,Au和Pt)共掺杂石墨烯体系(M-GN4)的电子结构和表面活性.研究发现:单个金属原子掺杂的GN4体系表现出不同的稳定性,相比掺杂的Au原子,其它的金属原子都具有很高的稳定性( 6. 0 e V).掺杂的金属原子失去电荷显正电性将有助于调控气体分子的吸附特性. Mo-GN4和Al-GN4衬底对吸附的O_2表现出较高的灵敏性,单个CO和O_2分子在Co-GN4和Fe-GN4衬底的吸附能差别较小.此外,吸附不同的气体分子能够有效地调控M-GN4体系的电子结构和磁性变化.  相似文献   

11.
The structures, spectra and electronic and magnetic properties of Ag4M and Ag4MCO (M?=?Sc–Zn) clusters have been studied using density functional theory and CALYPSO structure searching method. Structural searches show that M atoms except Zn tend to occupy the highest coordination position in the ground state Ag4M and Ag4MCO clusters. Carbon monoxide is most easily adsorbed on Ag atom of Ag4Zn and M atom of other Ag4M. Infrared and Raman spectra, photoabsorption spectra and photoelectron spectra of Ag4M and Ag4MCO clusters are forecasted and can be used to identify these clusters from experiment. Analysis of electronic properties indicates that the adsorption of CO on Ag4M clusters changes the zero vibrational energy (ZPVE) and increases stability of the host clusters. Dopant atoms except for Zn improve the stability of silver cluster. The Ag4Ni cluster shows high chemical activity and maximum adsorption energy for carbon monoxide. Magnetism calculations reveal that the magnetic moment of Ag4M (M?=?Mn–Ni) cluster adsorbed by carbon monoxide is decreased by 2 μB. The change of magnetic moment makes it possible to be used as a nanomaterial for carbon monoxide detection. Simultaneously, it is found that the adsorption of CO on Ag4Cu cluster is a physical adsorption.  相似文献   

12.
The stability and magnetic properties of Fe clusters in the (Ga,Fe)N magnetic semiconductor is investigated by using first-principles density functional theory and local spin density+Hubbard U theoretical methods. The present results reveal the existence of ferrimagnetic clusters formed by three or four peripheral Fe atoms neighboring a central Fe atom acting as a robust magnetic anchoring point. These clusters have magnetic moments 2 or 3 times that of a single Fe atom and, when connected by sharing peripheral Fe atoms, can form stable, ordered magnetic regions where all of the central atoms are ferromagnetically coupled. The formation of these ferrimagnetic clusters is proposed here to be at the origin of the ferromagnetic behavior observed in (Ga,Fe)N samples showing chemical phase separation.  相似文献   

13.
To evaluate the interactions between the atoms of Au, Ag and Cu and clean Si(1 1 1) surface, two types of silicon clusters Si4H7 and Si16H20 together with their metal complexes were studied by using hybrid (U)B3LYP density functional theory method. Optimized geometries and energies on different adsorption sites indicate that: (1) the binding energies at different adsorption sites are large (ranging from 1.2 to 2.6 eV depend on the metal atoms and adsorption sites), suggesting a strong interaction between metal atom and silicon surface; (2) the most favorable adsorption site is the on top (T) site. Mulliken population analysis indicated that in the system of on top (T) site, a covalent bond is formed between metal atom and dangling bond of surface Si atom.  相似文献   

14.
郑治秀  张林 《物理学报》2017,66(8):86301-086301
采用基于嵌入原子方法的分子动力学方法模拟了具有体心立方晶格结构的Fe基体中包含小尺寸Cu纳米粒子的Fe-Cu二元体系在升温过程中的原子堆积结构变化.进行了Cu原子均方位移、Cu原子对分布函数和原子的径向密度分布函数的计算,并对纯Cu原子区、Fe-Cu界面区和纯Fe基体区的分区域原子堆积结构进行了分析.结果表明,Fe基体内Cu团簇的尺寸及其在Fe基体内所能占据区域的大小,对不同温度下的Cu团簇内原子堆积结构及Fe基体的原子堆积结构具有影响.升温过程中不同尺寸受基体约束Cu团簇对Fe基体结构改变的影响表现出很大差异.对于Fe_(bulk)-Cu_(135)体系,基体的应变临近Fe-Cu界面区,同时在团簇中间的基体区域出现大量空位缺陷和应变集中区;对于Fe_(bulk)-Cu_(141)体系,随温度升高,基体中出现的应变区域表现为小尺寸、数量多向大尺寸、小数量的变化.  相似文献   

15.
We present ab-initio calculations of the electronic structure of small Fe clusters (1–9 atoms) on Ni(001), Ni(111), Cu(001) and Cu(111) surfaces. Our focus is on the spin moments and their dependence on cluster size and shape. We derive a simple quantitative rule that relates the moment of each Fe atom linearly to its coordination number. Thus, for an arbitrary Fe cluster the spin moment of the cluster and of the individual Fe atoms can be readily found if the positions of the atoms are known. PACS 75.75.+a; 75.70.-i; 73.22.-f  相似文献   

16.
基于广义梯度近似密度泛函和全势能线性缀加平面波方法,本文对聚铜络合物[Cu(L)μ-1,3-N3]n(ClO4)n(其中L=tridentate Schiff base为三齿席夫基)的态密度和磁矩进行了计算.磁矩计算结果表明:①该聚铜络合物晶体格子的总磁矩为1.00 μB;②中心铜原子(离子)具有最大的原子磁矩,为0.531 μB;③铜原子和它周围最邻近的氮原子的原子磁矩是该聚铜络合物晶体格子总磁矩的主要来源.通过对中心铜原子及其最邻近氮原子的自旋态密度图进行分析,得出了铜原子和它周围最邻近氮原子的磁性主要分别来源于它们的d轨道和p轨道,同时还发现了中心铜离子的d轨道与叠氮末端氮原子的p轨道之间存在杂化现象, 以及中心铜离子向叠氮末端氮原子的自旋退局域化现象.自旋退局域化效应通过叠氮这一旁道使相邻两中心铜离子发生铁磁性相互作用.  相似文献   

17.
All-electron scalar relativistic calculations on Au5X (X = Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu and Zn) clusters have been performed by using density functional theory with the generalized gradient approximation. Our calculation results indicate that all the lowest energy geometries of Au5X clusters have planar structures; the doped X atoms prefer to occupy the fourfold coordination site. Except Au5Fe, Au5Co and Au5Zn, for other clusters including pure Au6 cluster, the HOMO are delocalized obviously with a contribution from all atoms in the cluster. On the contrary, the electron localization in Au5Zn is very strong resulting in the least stability of this cluster. Au5Cu cluster with six delocalized electrons being defined as magic number for two-dimensional system has the largest VIP and deepest HOMO energy level. With the substitution Au for X atoms, the metallicity of all Au5X clusters is reinforced.  相似文献   

18.
CO adsorption on TM-doped magnesia nanotubes (TM = Ni, Pd and Pt) have been studied by using density functional theory. Our calculation results show that CO favors adsorption on TM-doped magnesia nanotubes in the form of C atom bonding with TM atom. Fukui indices analysis clearly exhibits that doping of impurity TM atom allows for a noticeably enhancement of nucleophilic reactivity ability of magnesia nanotube. The adsorption energies demonstrate that CO molecule is more strongly bound on the 3-fold TM atoms than the 4-fold TM atoms. This finding is well confirmed by TM-C bond length, charge transfer and C-O vibrational frequency. The high adsorption energy of 2.55 eV is found when CO adsorbs on 3-fold Pt in Pt-doped magnesia nanotubes, implying the kind of the doping TM atom has a significant influence on the chemical reactivity.  相似文献   

19.
采用密度泛函理论中的B3LYP方法研究了H2在AlnCr(n=1-7)团簇上的吸附和解离.结果表明:AlnCr团簇结构与Aln+1团簇结构相似;物理吸附是H2以侧向的形式吸附在Cr原子上,H-H键长略微增长,H2的振动频率发生了红移;除了n=5外,其它AlnCr H2团簇的最稳定结构均是AlnCr团簇的最稳定结构与两个氢原子成键而成;AlnCr团簇向H原子转移了电荷;AlnCr H2团簇的平均结合能,垂直电离势和能隙均大于AlnCr团簇的,即AlnCr H2团簇比AlnCr团簇更稳定;Al7Cr对H2的化学吸附表现出较强的惰性,而AlnCr H2(n=1,2,6)则表现出较强的化学活性;由化学反应路径跟踪可知,通过改变AlnCr团簇中Al原子的个数可以调节H2的物理化学吸附行为.  相似文献   

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