NH3分子在LiH(100)表面吸附的第一性原理研究

采用第一性原理方法研究了NH3分子在LiH(100)晶面的表面吸附情况. 通过研究LiH(100) /NH3体系的吸附位置、吸附能和电子结构,发现NH3分子在Li3N (100)晶面主要是化学吸附,初始位置为NH3分子中N-H键在Li顶位时失去一个H原子,并在LiH(110)面形成NH2基,其吸附能为0.511 eV,属于强化学吸附,吸附作用最强. 此时NH2基与附近H原子和Li原子之间为离子键作用,NH2基中N—H键为共价键;NH3分子中另一个H原子与LiH表面的一个H原子形成一个H2分子逸出表面. H2分子中H-Ｈ键为明显的共价键.     

H2 分子在Li3N(110)表面吸附的第一性原理研究

采用第一性原理方法研究了H₂分子在Li₃N(110)晶面的表面吸附. 通过研究H₂/Li₃N(110)体系的吸附位置、吸附能和电子结构发现: H₂分子吸附在N桥位要比吸附在其他位置稳定,此时在Li₃N(110)面形成两个-NH基,其吸附能为1.909 eV,属于强化学吸附;H₂与Li₃N(110)面的相互作用主要是H 1s轨道与N 关键词： 第一性原理 3N(110)')" href="#">Li₃N(110) 2')" href="#">H₂ 吸附和解离     

原子分子在Pt(100)表面吸附的第一性原理研究

本文系统研究了H、N、O、C、S等原子,N2、NH3、NO、CO等分子和CH3、CH、CH2和OH等自由基在Pt(100)表面的吸附. 从能量上来看,吸附能力从小到大的顺序是N2相似文献   

原子分子在Pt(100)表面吸附的第一性原理研究

本文系统研究了H、N、O、C、S等原子,N2、NH3、NO、CO等分子和CH3、CH、CH2和OH等自由基在Pt(100)表面的吸附. 从能量上来看,吸附能力从小到大的顺序是N2相似文献   

原子分子在Pt(100)表面吸附的第一性原理研究

本文系统研究了H、N、O、C、S等原子,N_2、NH_3、NO、CO等分子和CH_3、CH、CH_2和OH等自由基在Pt(100)表面的吸附.从能量上来看,吸附能力从小到大的顺序是N_2NH_3COCH_3NOHOHNCH2OSCHC.原子类吸附物中H、N、O的最稳定吸附位均为桥位,而S、C则倾向于四重空位.所研究的分子吸附物(N_2、NH3、CO、NO),N_2和NH_3有且只有一种顶位吸附结构,CO和NO均优先吸附在空位.自由基吸附物(CH、CH_2、CH_3、OH)在Pt(100)表面上的吸附,CH_3优先吸附在顶位,CH_2、OH它们的最稳定吸附位均为桥位.原子、分子和自由基吸附后,会引起Pt(100)原子层间距的改变.     

原子分子在Ni(100)表面吸附的第一性原理研究

本文采用密度泛函理论,结合周期性平板模型,通过对原子H、N、O、S和C,分子CO、N2、NH3、NO,以及自由基CH3、CH、CH2、OH在Ni(100)表面吸附的研究,比较了它们的吸附能,稳定吸附位点,吸附结构及扩散能垒等信息.这些吸附质与表面结合能力从小到大依次是N2NH3COCH3NOHOHCH2CNSONCHC.在所有的原子中,O原子倾向于吸附在桥位,而其余的原子则倾向于吸附在空位.除N2之外的分子吸附物(CO、NO、NH3),最佳吸附位点均为四重空位,而N2的最稳定吸附位置为顶位.对于自由基吸附物(CH、CH2、CN、OH)而言,它们倾向于吸附在四重空位,而CH3则稳定吸附在桥位.     

原子分子在Ni(100)表面吸附的第一性原理研究

本文采用密度泛函理论,结合周期性平板模型,通过对原子H、N、O、S和C,分子CO、N2、NH3、NO,以及自由基CH3、CH、CH2、OH在Ni(100)表面吸附的研究,比较了它们的吸附能,稳定吸附位点,吸附结构及扩散能垒等信息. 这些吸附质与表面结合能力从小到大依次是N2相似文献   

NH3在TaC(0001)表面吸附和解离的第一性原理研究

采用自旋极化密度泛函理论(DFT)并结合周期平板模型的方法,研究了NH₃在TaC表面的吸附和分解反应机理.表面能计算结果显示,以Ta为终止的TaC(0001)面为最稳定的表面;NH₃分子通过其孤对电子优先吸附在顶位top位,而NH₂和H最稳定吸附位置为三重hcp位,NH和N吸附在三重fcc位.过渡态结果表明氮原子的复合反应脱附为整个反应的限速步骤.电子结构计算结果表明,NH3分子及其片段通过其N原子的2p_z轨道与底物Ta的5d_z2轨道混合吸附于表面.随着脱氢反应的进行,电荷转移现象变得逐渐明显,吸附质和底物之间的电荷转移在加速NH₃脱氢催化过程中发挥重要作用.     

H2S在Fe(100)面吸附的第一性原理研究

基于密度泛函理论第一性原理, 在广义梯度近似下, 研究了表面覆盖度为0.25 ML (monolayer)时硫化氢分子在Fe(100)面吸附的结构和电子性质, 并与单个硫原子吸附结果进行了对比. 结果表明: 硫化氢分子吸附在B2位吸附能最小为-1.23 eV, 最稳定, B1位吸附能最大为-0.01 eV, 最不稳定; 并对硫化氢分子在B1位和B2位吸附后的电子态密度进行了分析, 也表明了吸附在B2位稳定, 且吸附在B2位后硫化氢分子几何结构变化不大; 将硫化氢中硫原子吸附与单个硫原子吸附的电子性质进行了比较, 发现前者吸附作用非常微弱; 同时对吸附后的Fe(100)面进行了对比, 单个硫原子吸附的Fe(100)面电子态密度出现了一系列峰值且离散分布, 生成了硫化亚铁, 表明在硫化氢环境下, 主要是硫化氢析出的硫原子发生了吸附. 关键词： 第一性原理 Fe(100)表面 吸附能 硫化氢     

CO分子在Co(0001)表面吸附的第一性原理研究

应用第一性原理对CO分子在Co(0001)表面( squar3× squar3)R30°−CO吸附结构进行不同形式的密度泛函计算研究. 结果表明：吸附能修正前,仅RPBE泛函预测CO顶位吸附;而修正后PW91、PBE和PKZB泛函结果也表明CO分子Top顶位吸附最稳定,与实验结果一致.对于吸附几何结构、吸附前后体系功函、C-O伸缩振动频率和CO分子态密度分布,所有泛函给出一致的结果,且与已有实验结果符合.     

第一性原理研究H_2O分子在CaCO_3(104)表面吸附

基于密度泛函理论的第一性原理方法模拟研究H_2O在CaCO_3(104)表面的吸附特征.首先,研究H_2O分子在CaCO_3(104)表面的顶位、桥位(短桥位、长桥位)和穴位上垂直和平行表面两种类型下的8种高对称吸附结构模型,结合吸附能和稳定吸附构象确定最优吸附位.而后,基于H_2O/CaCO_3(104)最优吸附结构模型,研究吸附前后H_2O和CaCO_3(104)表面的物理结构、电子结构(Mulliken电荷布居数、态密度、电子局域函数)的特征,分析H_2O/CaCO_3(104)表面之间的相互作用以及成键机理.研究结果:吸附能和体系稳定构象显示H_2O分子/CaCO_3(104)表面的最稳定吸附结构为穴位-平行.在穴位-平行位吸附后,H_2O分子的O-H键长和H-O-H键角均发生改变; CaCO_3晶体平行和垂直(104)表面方向上原子位置均发生改变,表面层变化最大;即吸附作用对H_2O分子和CaCO_3晶体的物理结构均产生较大影响; H_2O/CaCO3(104)最优吸附体系的Mulliken电荷布居数、电子态密度、电子局域函数的研究均说明H_2O分子与CaCO3(104)之间存在电子的转移形成化学键.其中,Ca-O(H_2O)形成离子键,H(H_2O)-O(CaCO_3)之间存在氢键作用.本文研究揭示了方解石表面水湿性的原因,同时为方解石润湿性的深入研究奠定基础.     

First Principles Simulation of Molecular Oxygen Adsorption on SiC Nanotubes

We study the binding of molecular oxygen to a （5, 0） single walled SiC nanotube, by means of density functional calculations. The center of a hexagon of silicon and carbon atoms in sites on SiCNT surfaces is the most stable adsorption site for 02 molecule, with a binding energy of -38.22 eV and an average Si-O binding distance of 1.698 A. We have also tested the stability of the 02-adsorbed SiCNT/CNT with ab initio molecular dynamics simulation which have been carried out at room temperature. Furthermore, the adsorption of 02 on the single walled carbon nanotubes has been investigated. Our first-principles calculations predict that the 02 adsorptive capability of silicon carbide nanotubes is much better than that of carbon nanotubes. This might have potential for gas detection and energy storage.     

甲醛分子在羟基化TiO2-B(100)面吸附的第一性原理研究

利用第一性原理研究TiO₂-B表面上甲醛分子（HCHO）与氧桥位羟基（BH）、钛顶位羟基（TH）共吸附时羟基基团对HCHO分子吸附的影响.结果表明：这两种羟基的存在对HCHO在清洁和羟化表面形成多种化学吸附构型产生不同影响.与HCHO分子共吸附时，氧桥位羟基弱化HCHO的吸附；而钛顶位羟基强化HCHO的吸附，且在不同面积超胞上均能显著强化其吸附.利用电子结构分析不同吸附的内在机制，为理解HCHO分子与TiO₂基材料表面的相互作用提供新的视角.     

第一原理研究铝锂金属间化合物

运用密度泛函理论系统地研究了二元铝锂金属间化合物Al₃Li、AlLi、Al₂Li₃和Al₄Li₉的结构、形成热、弹性和电子结构.通过计算四种金属间化合物的形成热,证明了金属间化合物中铝和锂之间具有强烈的化学作用. 在富锂金属间化合物中,随着锂的含量的增加,金属间化合物热力学稳定性呈线性减弱. 计算金属间化合物的单晶弹性常数可以得出四种金属间化合物都是机械稳定的. 运用Voigt-Reuss-Hil     

First Principles Study on FeAs Single Layers

在广义梯度近似(GGA)和GGA+U的框架下,用第一性原理方法研究了用FeAs单层的简单模型来研究LaFeAsO和BaFe2As2的合理性. 对未掺杂的FeAs单层,优化的几何结构及其对应的电子结构与本体的性质差异较大,并且在单层中没有发现体相中的共线反铁磁基态. 另外,在单层中,As与Fe层之间在z方向的间距随电子和空穴掺杂浓度的变化也与实验结果不符,这些结果表明,在LaFeAsO和BaFe2As2中,FeAs层与其他层之间的相互作用是不可忽略的,用简单的FeAs单层来处理Fe基超导体需要考虑更多的修正     

Physical Properties of III-Antiminodes -- a First Principles Study

A comprehensive first principles study of III-Antimonide binary compounds is hardly found in literature. We report a broad study of structural and electronic properties of boron antimonide （BSb）, aluminium antimonide （AlSb）, gallium antimonide （GaSb） and indium antimonide （InSb） in zineblende phase based on density functional theory （DFT）. Our calculations are based on Full-PotentiM Lineaxized Augmented Plane wave plus local orbitals （FP- L（APWq-lo）） method. Different forms of exchange-correlation energy functional and corresponding potential are employed for structural and electronic properties. Our computed results for lattice parameters, bulk moduli, their pressure derivatives, and cohesive energy are consistent with the available experimental data. Boron antimonide is found to be the hardest compound of this group. For band structure calculations, in addition to LDA and GGA, we used GGA-EV, an approximation employed by Engel and Vosko. The band gap results with GGA-EV are of significant improvement over the earlier work.     

Physical Properties of III-Antiminodes --- a First Principles Study

A comprehensive first principles study of III-Antimonide binary compounds ishardly found in literature. We report a broad study of structural and electronicproperties of boron antimonide (BSb), aluminium antimonide (AlSb), galliumantimonide (GaSb) and indium antimonide (InSb) in zincblende phase based on density functional theory (DFT). Our calculations are based onFull-Potential Linearized Augmented Plane wave plus local orbitals(FP-L(APW+lo)) method. Different forms of exchange-correlation energyfunctional and corresponding potential are employed for structural andelectronic properties. Our computed results for lattice parameters, bulkmoduli, their pressure derivatives, and cohesive energy are consistent withthe available experimental data. Boron antimonide is found to be the hardestcompound of this group. For band structure calculations, in addition to LDAand GGA, we used GGA-EV, an approximation employed by Engel and Vosko. The band gap results with GGA-EV are of significant improvement over the earlier work.     

First Principles Study on the Magnetism of Rectangular Nanosilicenes

We present first-principle calculations on the magnetism in finite rectangular nanosilicenes(RNSs). An antiferromagnetic(AFM) state at two zigzag edges is found when the RNSs approach a critical size. This AFM state originates from the localized p_z orbits of Si atoms at the edges, similar to those in the infinitely long zigzag-edged silicon nanoribbons. The smallest RNS that can maintain the AFM phase as the ground state is identified. It is also found that aluminum dopants can regulate the distribution of the spin density and the energy difference between AFM and FM states.