【摘 要】
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本论文采用密度泛函理论计算了氢在Ti（0001）（7层层晶）外表面和内表面不同吸附位置的吸附能和功函数。结果表明hcp和fcc位置是最稳定吸附位置。通过态密度和Mulliken布居分析,hcp位置和fcc位置稳定性不同,其原因主要是它们H 1s态和Ti（0001）3d态之间相互作用大小不同造成的。通过吸附能、态密度、Mulliken布居进一步分析讨论了在内层吸附（包括四面体和八面体位置）的情况。结
【基金项目】
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973前期研究;国家自然科学;河北省自然科学;；
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本论文采用密度泛函理论计算了氢在Ti（0001）（7层层晶）外表面和内表面不同吸附位置的吸附能和功函数。结果表明hcp和fcc位置是最稳定吸附位置。通过态密度和Mulliken布居分析,hcp位置和fcc位置稳定性不同,其原因主要是它们H 1s态和Ti（0001）3d态之间相互作用大小不同造成的。通过吸附能、态密度、Mulliken布居进一步分析讨论了在内层吸附（包括四面体和八面体位置）的情况。结果发现,第2-3层之间的八面体位置或四面体位置比在第1-2层及第3-4层之间的相应的八面体和四面体位置的吸附能要大。另外,对氢插入到（1×1×7）钛超胞中的情况也进行了讨论。采用广义梯度近似的密度泛函理论研究了H2分子吸附在Ti（0001）-（2×1）表面的情况。利用吸附能和电子结构对平行和垂直吸附进行了分析。从六种平行吸附位置获得了三种稳定的结构,这三种稳定结构包括FCC-FCC（两个氢原子分别吸附在两个相邻的fcc位置）,HCP-HCP（两个氢原子分别吸附在相邻的hcp位置）和FCC-HCP（一个氢原子吸附在fcc位置,另一个氢原子吸附在相邻的hcp位置）,氢分子在这些情况下都解离了；四种垂直吸附的最终结构是不稳定的,氢分子很容易从Ti（0001）表面脱附。随着氢分子的解离,H-H键断裂而强的Ti-H键形成,H-H键的解离长度在1.9（?）和2.3（?）之间。另外,平行吸附过程中,量子力学取向效应决定了氢解离路径和最终稳定结构的形成。
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