【摘 要】
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基于密度泛函理论的第一性原理方法,针对H2分子在LaNiO3表面的吸附问题,计算了LaNiO3表面的表面能,并根据表面能确定了(001)表面为最佳吸附面.在此基础上优化了十种可能
【机 构】
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兰州理工大学理学院,兰州730050
【出 处】
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第十三届国际凝聚态理论与计算材料学会议(The 13th International Conference on Con
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基于密度泛函理论的第一性原理方法,针对H2分子在LaNiO3表面的吸附问题,计算了LaNiO3表面的表面能,并根据表面能确定了(001)表面为最佳吸附面.在此基础上优化了十种可能的吸附位置,即Model Ⅰ的O项位(T1-T3)、La顶位(T4)、O-O桥位(B1-B3)、O-La桥位(B4)、O穴位(V)和Model Ⅱ的Ni顶位(T5).结构优化发现H2分子在LaNiO3(001)表面共有3种吸附方式：第一种吸附方式中H2置于T1-T3位置,结构优化后两个H与表面O原子形成了H2O分子(图1)；第二种吸附方式中H2置于B1-B4和V位置,结构优化后H2完全解离、两个H原子吸附于O顶位,形成两个-OH基(图1),这两种吸附为化学吸附；H2分子在T5位置还可以发生物理吸附.通过计算其吸附能及解离能,发现在B3位置上吸附构型最稳定,吸附能为2.822eV,此吸附为强化学吸附(大于0.415eV).通过计算B3位置优化后构型的电荷布居数、电子局域函数(ELF),分析了原子间成键及吸氢过程中的电荷转移情况,结果发现H、O间电荷布居数较大,存在明显的电子云重叠,为典型的共价键.分析La NiO3(001)表面吸氢前后的总态密度(DOS)(图2)发现,吸H后LaNiO3(001)表面的导电性增强.通过比较LaFeO3(100)/H2与LaNiO3(001)/H2两种体系的总态密度,表明LaNiO3(001)/H2的导电性更好.
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