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学科主题物理化学
金属表面电子和原子结构的密度泛函理论研究
曾振华
2000-12-31
导师李微雪
专业物理化学
授予单位中国科学院研究生院
学位博士
英文摘要金属表面具有与体相显著不同的物理化学性质, 且随着表面的不同而变化.本质上讲, 金属表面特殊的物理化学性质是由于表面电子结构决定的, 而表面电子结构又由金属表面微观结构以及原子分子的微观吸附结构决定. 因此, 确定金属表面微观结构(包括原子分子吸附结构), 以及和表面物理化学性质的关系是表面科学研究中至关重要的一步. 本论文以密度泛函理论为基础, 通过总能计算、电子结构分析、分子动力学模拟、杂化泛函分析、响应函数计算、芯电子结合能和芯位移计算, 研究了金属表面电子和原子结构以及与表面物理化学性质的关系. 对于NO 在过渡族金属(TM) (111) 面上的吸附. 研究发现, NO-TM 之间相互作用遵循赠馈(donation) 与反馈(back donation) 机理. 且反馈电子的量大于赠馈电子的量,导致由金属向NO净的电荷传递. 而hollow 位吸附与top位吸附电荷分布的显著不同导致两者相反的偶极方向. 另外, NO 吸附位、吸附结构与金属的 d 带填充密切相关.吸附结构又会受温度进一步影响(主要表现在NO方位角与天顶角方面), 且随着温度的升高而增强. 对于表面芯电子结合能与芯位移. 研究发现, 对于固体原子芯电子结合能计算, 运用终态近似以及全势线性缀加平面波方法,计算值与实验值之间差的的绝对值可优于0.5 eV, 这也是当前扩展体系芯电子结合能计算所能达到的最高精度. 另外发现, 表面原子芯位移与同类原子配位数、表面吸附分子配位数及配位类型都密切相关. 对于重金属铅, 研究发现, 结构及旋轨耦合对体相铅及铅膜电子和原子结构有显著的影响, 且只有考虑旋轨耦合的结果才能与实验结果很好的吻合. 另外, 与同步辐射角分辨光电子能谱数据对比发现,外沿生长超薄铅膜中可能存在着相当量的hcp 成分或者hcp 类型层错, 而不是长期以来所假设的纯fcc(111) 相。
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/115111
专题中国科学院大连化学物理研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
曾振华. 金属表面电子和原子结构的密度泛函理论研究[D]. 中国科学院研究生院,2000.
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