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氢原子在Ru(0001)表面的化学吸附 被引量:5
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作者 陈鑫 陈文斌 +3 位作者 尚学府 陶向明 戴建辉 谭明秋 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2007年第6期861-866,共6页
用密度泛函理论研究了氢原子的污染对于Ru(0001)表面结构的影响.通过PAW(projector-augmented wave)总能计算研究了p(1×1)、p(1×2)、(3~(1/2)×3~(1/2))R30°和p(2×2)等几种氢原子覆盖度下的吸附结构,以及在... 用密度泛函理论研究了氢原子的污染对于Ru(0001)表面结构的影响.通过PAW(projector-augmented wave)总能计算研究了p(1×1)、p(1×2)、(3~(1/2)×3~(1/2))R30°和p(2×2)等几种氢原子覆盖度下的吸附结构,以及在上述结构下Ru(0001)面fcc(面心立方)格点和hcp(六方密堆)格点的氢原子吸附.所得结果表明,在p(1×1)-H、p(1×2)-H、(3~(1/2)×3~(1/2))R30°-H和p(2×2)-H几种H原子覆盖度下,以p(1×1)-H结构单个氢原子吸附能为最大.在p(1×1)-H吸附结构下,由于氢原子吸附导致的Ru(0001)表面第一层Ru原子收缩的理论计算数值分别为-1.11%(hcp吸附)和-1.55%(fcc吸附),因此实际上最有可能的情况是两种吸附方式都有一定的几率.而实验中观察到的“清洁”Ru(0001)表面实际上是有少量氢原子污染的表面.不同覆盖度和氢分压下氢原子吸附的污染对Ru(0001)表面结构有极大的影响,其表面的各种特性都会随覆盖度的不同而产生相应的变化. 展开更多
关键词 ru(0001)表面 氢原子吸附 表面污染
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Ru(0001)表面氮分子和钡原子的相互作用 被引量:1
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作者 赵新新 陶向明 +4 位作者 宓一鸣 徐红霞 汪丽莉 任莉 谭明秋 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期511-518,共8页
本文采用密度泛函理论方法研究了Ru(0001)表面氮分子和钡原子的相互作用.计算结果表明,钡原子的作用弱化了氮分子键.氮分子键长从Ru(001)—N_2表面的0.113 nm伸长至Ru(001)—N_2/Ba表面的0.120 nm;分子的拉伸振动频率从2221 cm^(-1)减小... 本文采用密度泛函理论方法研究了Ru(0001)表面氮分子和钡原子的相互作用.计算结果表明,钡原子的作用弱化了氮分子键.氮分子键长从Ru(001)—N_2表面的0.113 nm伸长至Ru(001)—N_2/Ba表面的0.120 nm;分子的拉伸振动频率从2221 cm^(-1)减小到1746 cm^(-1);氮分子得到的电荷数从清洁表面的0.3e增加到1.1 e.电荷从钡原子6s轨道向钌原子4d轨道转移,转移电荷增强了氮分子2π空轨道和钌原子4d轨道间的杂化作用,导致5σ分子轨道和dπ杂化轨道发生极化.轨道极化使分子电偶极矩增加了约—0.136 eA.金属钡在Ru(0001)表面氮分子活化过程中具备电子型助催剂的特征. 展开更多
关键词 密度泛函理论 ru(0001)表面 吸附能 分子振动 表面电子结构
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Ba_xO_y小团簇修饰Ru(0001)表面的结构稳定性和氮分子吸附性质 被引量:1
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作者 闫静 徐位云 +3 位作者 郭辉 龚毓 宓一鸣 赵新新 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期247-253,共7页
为了说明钡助剂的存在形式,本文采用第一性原理方法研究了BaxOy小团簇修饰Ru(0001)表面的结构稳定性和氮分子吸附性质.基于总能的热力学分析发现,在实验条件下(500 K,PH2O/PH2<10-3),Ba2O团簇比Ba O2,Ba O,Ba和O等团簇(原子)更加稳定... 为了说明钡助剂的存在形式,本文采用第一性原理方法研究了BaxOy小团簇修饰Ru(0001)表面的结构稳定性和氮分子吸附性质.基于总能的热力学分析发现,在实验条件下(500 K,PH2O/PH2<10-3),Ba2O团簇比Ba O2,Ba O,Ba和O等团簇(原子)更加稳定.这证实含有金属性钡原子的团簇也是氧化钡助剂可能的工作状态.表面电荷差分密度说明Ba2O团簇的氧和钡原子与衬底的作用不同.不过Ba2O团簇氧和钡原子附近的氮分子吸附行为相似,Ba2O团簇增强了氮分子和衬底的相互作用.Ba2O团簇氧和钡原子附近的氮分子吸附能分别为0.78和0.88 e V,均大于清洁表面的0.67 e V.氮分子间距和氮分子的拉伸振动频率都表明Ba2O团簇在一定程度上活化了吸附氮分子.Ba2O团簇氧和钡原子附近的N—N键长分别为0.117和0.116nm,大于清洁表面的0.114 nm.氧和钡原子附近氮分子的拉伸振动频率分别为1888和1985 cm-1,小于清洁表面的2193 cm-1.电荷差分密度的计算结果说明,削弱作用主要来自于Ba2O团簇中钡离子和氮分子间的静电作用.两者间的静电作用增加了氮分子π反键轨道的占据数,促进了氮分子极化,从而削弱氮分子键. 展开更多
关键词 钡助剂 BAX Oy团簇 ru(0001)表面 氮分子吸附
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Monte Carlo Investigation of Adsorption Stage of O on Ru(0001):a Study of a Lattice Model 被引量:1
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作者 XIONGGuo-Ming LIXia 《Communications in Theoretical Physics》 SCIE CAS CSCD 2001年第1期114-117,共4页
The adsorption of O on Ru(0001) is studied by means of Monte Carlo simulation of lattice gas model on a triangular lattice. A recent STM study shows that at low coverage the p(2 &#x00d7; 2) structure grows via isl... The adsorption of O on Ru(0001) is studied by means of Monte Carlo simulation of lattice gas model on a triangular lattice. A recent STM study shows that at low coverage the p(2 &#x00d7; 2) structure grows via island formation but the p(2 &#x00d7; 1) structure is abruptly formed at a critical coverage. Moreover, it also shows that there is a coexistence of the p(2 &#x00d7; 2) and p(2 &#x00d7; 1) structures. The above results seem not to coincide with the former studies of the system by both the LEED and Monte Carlo simulation. We therefore carried out the Monte Carlo study for the system again in the present paper and found that our simulation almost agrees with the results of the STM. 展开更多
关键词 absorption on surface phase diagram phase transition Monte Carlo simulation
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Ru(0001)表面BaO吸附层的原子结构和氮分子的吸附性质 被引量:1
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作者 赵新新 陶向明 +4 位作者 宓一鸣 季鑫 汪丽莉 吴建宝 谭明秋 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第13期360-367,共8页
采用密度泛函理论研究了Ru(0001)/BaO表面的原子层结构和氮分子的吸附性质.研究结果表明,在低覆盖度下氧化钡倾向于以相同的构型形成Ru(0001)表面原子层.在此构型中,氧原子位于表面p(1×1)结构的hcp谷位,而钡原子则位于同一p(1×... 采用密度泛函理论研究了Ru(0001)/BaO表面的原子层结构和氮分子的吸附性质.研究结果表明,在低覆盖度下氧化钡倾向于以相同的构型形成Ru(0001)表面原子层.在此构型中,氧原子位于表面p(1×1)结构的hcp谷位,而钡原子则位于同一p(1×1)结构的顶位附近.钌氧键键长等于0.209 nm,比EXAFS的实验值大0.018 nm.在Ru(0001)/BaO表面氮分子倾向吸附于钡原子附近.相应位置的氮分子吸附能位于0.70到0.87 eV之间,大于氧原子附近的氮分子吸附能.钡原子附近的钌原子对氮分子具有更强的活化性能.相应位置的氮分子拉伸振动频率等于1946 cm^(-1),比氧原子附近的最大分子振动频率小约130 cm^(-1).Ru(0001)/BaO表面氮分子键强度介于清洁Ru(0001)和Ru(0001)/Ba表面之间.Ru(0001)/BaO表面不同位置的氮分子吸附性质差异是由钡和氧原子化学性质不同造成的.表面钡原子的作用能够减少吸附氮分子的σ~*轨道电子密度,增加π~*轨道电子密度,从而增强氮分子和钌原子间的轨道杂化作用,弱化氮分子键. 展开更多
关键词 氨合成催化剂 ru(0001)/BaO表面 表面形成能 分子振动
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