Effect of the cluster size in modeling the H_2 desorption and dissociative adsorption on Si(001)
采用密度泛函理论结合从头计算赝势方法，研究了Si（001）上H_2解离吸附和缔合脱附的热力学性质与Si_9H_12、Si_15H_16和Si_21H_20团簇尺寸的关系.与采用相同赝势和高质量平面波基组的五层板计算结果进行了比较。几个交换相关泛函。我们的分析表明，较小的集群通常高估的活化能和反应能。然而，发现Si_（21）H_（20）团簇预测了反应能量，其E_{a} ^{des}=56 +- 3 kcal/mol（2.4 +- 0.1 eV），合理地接近（尽管仍然不同）从板计算获得的结果。在计算的活化能的差异进行了讨论，团簇的效率来描述清洁的Si（001）-2x1表面的属性。
1998-11-03 cond-mat.mtrl-sci
High-dimensional quantum dynamics of adsorption and desorption of H$_2$ at Cu(111)
我们对氢在Cu（111）上的解离吸附和缔合脱附进行了高维量子动力学计算。势能面（PES）是由密度泛函理论计算。两个制度的动力学发现，在低能量的粘附是由最小的能量势垒，在高能量的势垒高度的分布。实验结果是很好地再现定性，但也确定了一些定量的差异。
1994-11-22 cond-mat.mtrl-sci mtrl-th
First-Principle Study of Adsorption and Desorption of Chlorine on Cu(111) Surface. Does Chlorine or Copper Chloride Desorb?
采用第一性原理密度泛函方法研究了分子氯与铜（111）面的相互作用。用过渡态搜索方法研究了氯代Cu（111）表面上的基元过程（Cl-$_2$解离、吸附、扩散、缔合和脱附）。在不同的氯覆盖度下，对不同物种（Cl，Cl $_2$，CuCl，CuCl $_2$和Cu）可能的解吸途径进行了系统的研究。因此，我们得出的结论是，氯单层的覆盖率无关的解吸的形式CuCl分子从步骤的边缘。
2019-01-04 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Theory of adsorption and desorption of H_2/Si(001)
虽然分子氢在Si（001）表面上的小粘附系数显然需要大的吸附能垒，但在脱附实验中没有观察到这样的能垒。本文计算了H_2分子在Si（001）面前的势能面。如果我们放松的Si衬底，我们发现一个最佳的解吸路径与低（\lesssim 0.3 eV）的吸附能垒。虽然撞击在表面上的分子将主要在一些冷冻衬底的较大势垒处被反射，但是吸附在表面上的分子可以沿着低势垒路径解吸。
1994-12-08 cond-mat.mtrl-sci mtrl-th
Simultaneously monitoring Ga adsorption and desorption kinetics on GaN(0001) using four in situ techniques
Paul-Drude-Institut für Festkörperelektronik, Leibniz-Institut im Forschungsverbund Berlin e.V.（保罗·德鲁德固态电子学研究所，柏林研究联盟莱布尼茨协会）
本文通过四种原位技术同时监测，系统研究了GaN(0001)表面Ga的吸附和解吸动力学，并建立统一动力学模型定量复现所有信号，得到解吸活化能为(2.87±0.04) eV。
2026-05-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Extraordinary water adsorption characteristics of graphene oxide
氧化石墨烯（GO）的层压结构赋予了与水分子的独特相互作用，这可以用于需要具有可调吸湿性的材料的一系列应用中。到目前为止，GO层压板中可膨胀层间距和官能团的精确作用还没有完全理解。在这里，我们报告的实验和理论研究的吸附和解吸行为的GO层压板作为相对压力的函数的水。我们已经观察到，GO赋予高达0.58克水/克GO（g g-1）的优异吸水能力，这比常规干燥剂材料硅胶高得多。更有趣的是，GO的吸附和解吸动力学比硅胶高一个数量级。观察到的异常吸附/解吸速率可归因于GO层压体中的高毛细管压力以及位于表面处的微米尺寸的隧道状褶皱。
2017-07-29 cond-mat.mtrl-sci
Physisorption of molecular oxygen on single-wall carbon nanotube bundles and graphite
研究了单壁碳纳米管（SWNT）和高取向热解石墨（HOPG）样品的氧吸附和脱附动力学。单壁碳纳米管样品的热脱附光谱显示了一个广泛的脱附功能，峰值在62 K，这是转移到显着更高的温度比低覆盖率的HOPG脱附功能。低覆盖度O2在SWNT束上的结合能为18.5 kJ/mol，比在HOPG上吸附的结合能12.0 kJ/mol高55%。结合分子力学计算，我们表明，所观察到的两个系统的结合能可以归因于范德华相互作用，即物理吸附。实验没有提供更强的结合化学吸附物种或解离氧吸附的证据。
2002-04-24 cond-mat.mtrl-sci
Elastic heterogeneity governs asymmetric adsorption-desorption in a soft porous crystal
本研究针对软多孔晶体中吸附-脱附转变的滞后机制，构建纳入吸附诱导晶格形变与弹性模量变化的极简模型，揭示弹性异质性的非对称作用，为设计可调吸附滞后的软多孔晶体提供理论指导。
2023-06-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The role of surface defects in the adsorption of methanol on Fe3O4(001)
用X射线光电子能谱学（XPS）、扫描隧道显微镜（STM）和程序升温脱附（TPD）研究了甲醇（CH_3OH）在Fe_3O_4（001）-c（2x2）表面的吸附。在室温下，CH 3OH仅吸附在表面缺陷处，形成羟基和甲氧基（CH 3 O）物种。活性位点被识别为台阶边缘、铁吸附原子、c（2x 2）重建中的反相畴边界以及结合在表面下的Fe原子上方。在TPD中，在300 K左右观察到重组脱附，并且在470 K发生生成甲醇和甲醛的纯化反应。
2016-05-30 cond-mat.mtrl-sci
Adsorption and desorption of hydrogen at nonpolar GaN(1-100) surfaces: Kinetics and impact on surface vibrational and electronic properties
利用表面电子能谱结合密度泛函理论（DFT）计算研究了氢在非极性GAN（1-100）表面的吸附及其对电子和振动性质的影响.对于表面介导的H2解离和随后的H吸附，必须克服0.55 eV的能垒。计算的动力学表面相图表明，该反应在低压和低温下受到动力学阻碍。在较高的温度从头算热力学表明，H-自由表面是积极的青睐。为了验证这些理论预测实验在室温下，并在高真空条件下进行。结果表明，分子氢在GAN（1-100）表面上没有解离吸附.只有活化的原子氢原子附着在表面上。在820 K以上的温度下，附着的氢被解吸。吸附的氢原子饱和镓和氮表面原子的悬挂键，并导致Ga-N表面二聚体屈曲的反转。在H覆盖的表面上的Ga-H和N-H振动模式的签名已被实验确定，并与表面声子模式的DFT计算符合得很好。理论和实验都表明，H的吸附导致清洁GAN（1-100）表面的占据和未占据的带隙内电子态的去除，并使表面向上的能带弯曲减小0.4eV。后一种机制大大减少了表面电子耗尽。
2017-02-02 cond-mat.mtrl-sci
Adsorption of CO on the Fe3O4(001) Surface
用程序升温脱附（TPD）、扫描隧道显微镜（STM）和X射线光电子能谱学（XPS）研究了CO与Fe_3 O_4（001）-（rt_2xrt_2）R_（45 °）表面的相互作用。在一般情况下，被认为是弱的CO-Fe 3 O 4相互作用。最强的吸附发生在表面缺陷处，导致在115 K、130 K和190 K处的小TPD峰。从规则表面的解吸发生在两个不同的制度。对于覆盖度高达2个CO分子/（rt 2xrt 2）R45°晶胞，解吸最大值随着覆盖度的增加而显示出大的偏移，从最初的105 K到70 K。对于每个（rt 2xrt 2）R45°晶胞2至4个分子的覆盖率，在50 K下出现更尖锐的解吸特征。TPD数据的热力学分析表明，从稀的2D气体到有序的覆盖层与CO分子结合到表面Fe 3+网站的相变。在45 K的超高真空下获得的XPS数据与物理吸附相一致。在室温下的近环境压力XPS实验中观察到一些含碳物种，但归因于污染和/或与来自残余气体的水的CO反应。没有发现CO分子表面还原或渗碳的证据。
2018-04-13 cond-mat.mtrl-sci
A direct pathway for sticking/desorption of H$_2$ on Si(100)
在密度泛函理论的框架下，用{ \em ab initio}方法研究了H $_2$与Si（100）表面相互作用的能量学.我们发现一个直接的解吸途径，从单氢化物相，这是兼容的实验活化能，并证明了基板弛豫的重要性，这个过程。过渡态构型和势垒高度都与Si二聚体在Si（100）表面上的屈曲程度密切相关。清洁表面上的吸附势垒高度由屈曲通过其对表面电子结构的影响来控制。我们讨论的后果，这种耦合的吸附实验和吸附和解吸之间的关系。
1995-03-29 cond-mat.mtrl-sci mtrl-th
Concerted Metal Cation Desorption and Proton Transfer on Deprotonated Silica Surfaces
水介质中一价和二价阳离子在物质表面的吸附平衡常数是许多技术、自然和地球化学过程的核心。阳离子吸附/脱附通常被认为与羟基覆盖的矿物表面上的质子转移相一致，但到目前为止，这种合作效应已被间接推断。本文应用基于密度泛函理论（DFT）的分子动力学模拟，对显式液态水/矿物界面进行了金属离子脱附自由能的计算。Na（+）、Mg（2+）和Cu（2+）在部分去质子化的二氧化硅表面上的单齿吸附被考虑。Na（+）被预测为未结合的，而Cu（2+）表现出比Mg（2+）更大的与表面SiO（-）基团的结合自由能。预测的趋势同意气相二氧化硅表面上的竞争吸附测量。随着脱附的进行，Cu（2+）在其第一溶剂化壳层中解离其中一个H2O分子，转化为Cu（2+）O（-）（H2O）（3），而Mg仍为Mg（2+）（H2O）（6）。在初始结合位点处的SiO（-）基团的质子化状态不随阳离子脱附而单调变化。
2018-10-07 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Hydrogen adsorption on boron doped graphene: an {\it ab initio} study
用{ \it ab initio}方法研究了硼掺杂石墨烯片的电子和结构性质，以及氢原子在硼掺杂石墨烯片上的化学吸附过程.
2007-05-26 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio molecular dynamics study of the desorption of D_2 from Si(100)
采用从头计算分子动力学方法研究了氘在Si（100）上的解吸过程，并对解吸过程中不同自由度的D $_2$和Si之间的能量重新分配进行了研究.计算表明，脱附的过渡态的相当一部分势能转移到硅晶格中。氘分子离开表面振动热和旋转冷，与热解吸实验一致，平均动能，但是，是大于发现在激光诱导解吸实验。我们讨论这种差异的可能原因。
1997-03-05 cond-mat.mtrl-sci mtrl-th
Ab initio Molecular Dynamics Study of D_2 Desorption from Si(100)
采用从头计算分子动力学方法研究了氘在Si（100）表面的脱附过程，分析了脱附过程中氢和硅自由度之间的能量重新分配.计算结果表明，脱附的过渡态的部分势能转移到硅晶格中。氘分子离开表面的振动热和旋转冷，与实验一致;然而，平均动能比实验中发现的要大。
1996-07-19 cond-mat.mtrl-sci mtrl-th
Adsorption on a Surface with Varying Properties
本文提出了一个自洽模型，考虑了气体分子在吸附-脱附过程中吸附剂表面吸附性质的变化，引入了一个表征吸附分子与极化介质相互作用的无量纲耦合参数。当耦合参数大于某一临界值且气体浓度在某一区间内时，系统可以被解耦。我们表明，所提出的模型的框架内获得的吸附等温线本质上不同于Langmuir等温线，并建立Zeldovich滞后是可能的。详细分析了表面覆盖的动力学过程。我们表明，考虑到在吸附-脱附过程中的表面的吸附性质的变化导致新的现象：一个“准定”状态的情况下的过阻尼近似和自振荡的系统在一般情况下。
2009-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Energy of adsorption at semiconducting surfaces with Fermi level differently pinned -- ab initio study
结果表明，在半导体表面的吸附能关键取决于电荷转移到或从吸附物种。对于没有电荷转移的过程，如闭壳层体系的分子吸附，吸附能仅由成键决定。在涉及电荷转移的情况下，例如开壳层系统，如金属原子或解离分子，对于不同钉扎的费米能级，能量达到不同的值。对氨在氢覆盖的GAN（0001）上吸附的DFT模拟证实了这些预测：分子吸附与覆盖率无关，而解离过程能量变化几个电子伏。
2013-08-22 cond-mat.mtrl-sci
A Multi-Technique Study of C2H4 Adsorption on Fe3O4(001)
本研究结合多种实验技术与DFT计算，系统探究了C2H4在Fe3O4(001)表面的吸附行为，明确了吸附位点、脱附能及表面总吸附容量，为相关表面催化研究提供了实验与理论依据。
2023-08-22 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio statistical mechanics of surface adsorption and desorption: I. H$_2$O on MgO (001) at low coverage
我们提出了一个通用的计算方案的基础上分子动力学（m.d.）模拟计算吸附分子在材料表面处于热平衡时的化学势。该方案基于平均力的计算（单位：m. d）。模拟，其中所选分子在表面上方的高度受到限制，随后对平均力进行积分，以获得平均力的势，从而获得化学势。该方案在任何覆盖率和温度下都是有效的，因此原则上它允许计算作为覆盖率和温度的函数的化学势。它避免了所有的统计力学近似，除了使用经典的统计力学的核，并假定没有预先的吸附网站。从化学势，可以计算分子的绝对解吸速率，只要表面上的平衡速率比解吸速率快。我们应用{ \em ab initio} m.d.用Perdew-Burke-Ernzerhof（PBE）交换相关模型模拟了MgO（001）上H $_2$ O在低覆盖度下的情况。计算得到Polanyi-Wigner频率前因子的{ \em ab initio}值，该值比过去通常假设的$10^{13}$ s $^{-1}$的值大两个数量级以上。与实验的临时比较表明，PBE吸附能可能太低，但在得出确切的结论之前，需要将计算扩展到更高的覆盖率。包括量子核效应的可能性，使用路径积分模拟指出。
2007-06-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Ozone adsorption on graphene: ab initio study and experimental validation
采用从头计算密度泛函理论方法研究了臭氧在石墨烯上的吸附行为。臭氧分子吸附在石墨烯基面上，结合能为0.25 eV，物理吸附的分子可以与石墨烯发生化学反应，形成环氧基团和氧分子。从物理吸附到化学吸附的活化能势垒为0.72 eV，化学吸附态的结合能为0.33 eV。结合能和能垒表明臭氧在石墨烯上的吸附是温和的、可逆的。在臭氧处理的石墨上的原子层沉积实验已经证实了在石墨烯基面上存在均匀的亲水基团。这一发现可以应用于石墨烯基面的各种化学功能化。
2009-06-12 cond-mat.mtrl-sci
Nonequilibrium transport equations and ab initio study of adsorption processes on carbon nanotubes
在碳纳米管（CNT）上气体吸附的理论研究中，原子的电离、极化、表面扩散和解吸的非平衡过程被认为是自洽的。该方法是基于Zubarev的非平衡统计算子方法和反应扩散理论。的一组非线性输运方程得到所选择的参数的描述：吸附的原子，电离和极化的原子在CNT的电磁场的平均数，和从CNT表面解吸的原子的平均数。从头算模拟进行了“气体单壁碳纳米管”系统的气体特别实际的利益：他和NO。所获得的吸附能值揭示了优选的本地化网站的吸收He原子以及它们的依赖关系的吸附距离。一个显着的影响，NO吸附CNT的电子性质的证明。分析了空位的存在对吸附性质的影响。结果表明，在空位形成的影响下，CNT结构进行重建，使NO分子的化学吸附。
2014-12-03 cond-mat.mtrl-sci
The effect of Fe atoms on the adsorption of a W atom on W(100) surface
我们报道了一个第一性原理计算，模拟了铁（Fe）原子对钨（W）原子在W（100）表面吸附的影响。比较了W原子在干净的W（100）表面上的吸附和W原子在覆盖有单层Fe原子的W（100）表面上的吸附。系统的总能量被计算为W吸附原子高度的函数。结果表明，W原子首先吸附在Fe单分子膜上.然后，W原子可以通过具有中等能垒的路径取代其中一个Fe原子，并进一步降低其能量。该中间位点使得W原子的吸附（和解吸）在Fe原子的存在下为两步过程，并使总吸附能降低近2.4 eV。Fe原子还为W原子提供吸附表面，促进W原子的扩散。这两种效应的组合导致在Fe原子存在下W原子的更有效的解吸和扩散。我们的研究结果提供了一个基本的机制，可以解释激活烧结钨铁原子。
2007-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio density functional study of O on the Ag(001) surface
用密度泛函方法研究了氧在Ag（001）表面的吸附.从清洁银表面的氧吸附在几个修改（分子，表面上，次表面，银$_2$ O）不同的覆盖率的表征开始进行了研究。除了结构参数和吸附能还功函数的变化，振动频率和芯能级能量计算的吸附结构的更好的表征和更容易比较丰富的实验数据。
2003-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio investigation of the adsorption of zoledronic acid molecule on hydroxyapatite (001) surface: an atomistic insight of bone protection
采用从头算密度泛函理论研究了唑来膦酸分子在羟基磷灰石（001）表面的吸附。从羟基磷灰石本体和表面、唑来膦酸分子到分子在表面的吸附进行了系统的研究。得到了优化的键长和键角，并进行了分析，给出了研究对象之间的结构相似性的证据。计算了具有两种终端的羟基磷灰石（001）表面的形成能，其值约为1.2和1.5 J/m^2，并提供了详细的原子结构信息。我们测定了唑来膦酸分子在表面上的吸附能，在0.25 ML和0.5 ML时分别为-260 kJ/mol和-400 kJ/mol。唑来膦酸对羟基磷灰石表面的强结合亲和力的原子洞察力给出和讨论。
2015-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Fermi level influence on the adsorption at semiconductor surfaces - ab initio simulations
在半导体表面的物种的化学吸附进行了分析，显示存在两个贡献的吸附能：键的创建和电荷转移。结果表明，量子表面态的能量受表面电场的影响，但电子和原子核的势能贡献相互抵消。钉扎表面的电荷转移贡献与费米能级无关。因此，对于钉扎在表面的费米能级，吸附能与费米能无关，即与体中的掺杂无关。氢在清洁GAN（0001）和硅在SiC（0001）表面的吸附的DFT模拟证实了吸附能对体中掺杂的独立性。对于费米能级非钉扎表面，电荷贡献取决于费米能级在体中的位置。因此，吸附能对本体中的费米能的变化敏感，即掺杂。对氢原子在覆盖0.75 ML氢的GAN（0001）表面上吸附的DFT模拟证实，通过掺杂从n型到p型的改变，吸附能可以改变约2 eV。
2013-06-12 cond-mat.mtrl-sci
A Multi-Technique Study of $CO_2$ Adsorption on $Fe_3$$O_4$ Magnetite
用程序升温脱附（TPD）、电子能谱（UPS和XPS）和扫描隧道显微镜（STM）研究了$CO_2$在$Fe_3$ $O_4$（001）-（$\sqrt{2}$ $\times$ $\sqrt{2}$）R45°表面上的吸附。$CO_2$在与Fe 2+相关的缺陷处结合最强，包括表面重构中的反相畴界和上面并入的Fe材料。在原始表面上，$CO_2$以分子形式吸附在五重配位的Fe 3+位点，结合能为0.4 eV。在每个（$\sqrt{2}$ $\times$ $\sqrt{2}$）R45°晶胞覆盖4个分子以上时，进一步吸附导致第一单层压缩至接近$CO_2$冰层的密度。令人惊讶的是，第二单层的解吸发生在比$CO_2$多层膜（$\approx$ 88 K）更低的温度（$\approx$ 84 K）下，表明亚稳相或扩散限制的岛生长。本文还讨论了优化研究金属氧化物单晶的表面化学的真空系统的设计考虑，包括定量TPD测量的分子束源的校准和表征。
2016-12-14 cond-mat.mtrl-sci
Comprehensive understanding of H adsorption on MoO3 from systematic ab initio simulations
在其许多应用中（特别是作为催化剂载体材料），MoO 3通过氢溢出（从质子和电子源向载体提供H原子）作为储氢介质，MoO 3上H原子的能量学非常重要。尽管氢溢出看似简单，以前报道的从头计算结果的H吸附在MoO 3矛盾的实验工作和其他从头计算结果。在本研究中，我们解决了这些差异，并提供了一个全面的从头计算的理解H吸附MoO 3在体和表面上。为此，我们系统地研究了各种交换相关泛函和各种H浓度，并仔细跟踪各种相关的H位置。对于稀的H浓度，不对称的氧位点（Oa）被发现是最有利的能量。随着H含量的增加，末端（Ot）和Oa位之间的H吸附能的差异变小。以前的矛盾主要归因于忽视的H的位置沿Oa-Oa之字形链的intrabilayer区域。采用现代非经验强约束赋范（SCAN）亚广义梯度近似（GGA），得到了H在体相中和表面上的稀限吸附能分别为-2.89 eV/（H原子）和-2.97 eV/（H原子），H在Oa位间扩散的活化能为0.11-0.15 eV/（H原子），与之前的实验一致。
2021-11-05 cond-mat.mtrl-sci
$Ab$ $initio$ study of the adsorption and dissociation of nitrogen molecule on Fe(111) surface
用密度泛函理论研究了氮分子在Fe（111）表面的吸附和解离。模拟结果表明，吸附和解离需要分子获得相对于表面的平行取向。此外，Fe（111）表面由于其形貌而比Fe（100）表面在解离N2方面更活跃。N2的反键分子轨道与表面Fe原子的部分填充$3d$轨道之间的相互作用可能是N2分子解离的关键。为了破坏N2的三键，表面上的电子密度需要部分转移到分子中，以填充氮分子的反键分子轨道。这一结果为分子在过渡金属表面上的解离机理提供了新的认识。
2014-12-24 cond-mat.mtrl-sci
A Multi-Technique Study of C2H4 Adsorption on a Model Single-Atom Rh1 Catalyst
本文结合多种表面表征与DFT计算研究Rh/Fe3O4(001)上C2H4吸附，揭示不同配位Rh1及Rh团簇的吸附、迁移与脱附行为。
2024-06-05 cond-mat.mtrl-sci
Role of Van der Waals forces in graphene adsorption over Pd, Pt and Ni
我们报告从头计算与维也纳从头计算模拟包（VASP），旨在阐明（111）Pd，Pt和Ni表面上的石墨烯类结构的吸附机制。为了研究吸附特性，我们模拟了已经形成的石墨烯层。我们提出了一个比较讨论的石墨烯与三种金属的相互作用，侧重于非常特殊的吸附石墨烯超过Pd。
2013-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio Study of Aspirin Adsorption on Single-walled Carbon and Carbon Nitride Nanotubes
利用密度泛函理论研究了乙酰水杨酸和阿司匹林在（10，0）碳纳米管（CNT）和（8，0）三嗪基石墨氮化碳纳米管（CNNT）上的吸附性质.据发现，阿司匹林分子结合更强的CNNT与其吸附能为0.67 eV比与CNT与0.51 eV。碳纳米管上较强的吸附能归因于其N原子的高反应性和高电子亲合势。的CNNT表现出当地的电偶极矩，这会导致强烈的电荷重新分配的阿司匹林分子吸附在CNNT上比在CNT上。我们还探讨了外部电场对阿司匹林在这些纳米管上的吸附性能的影响，通过检查其电子能带结构，部分态密度和电荷分布的修改。研究发现，沿特定方向施加的电场在CNNT的间隙区域诱导阿司匹林分子态，这意味着阿司匹林检测的潜在应用。
2016-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Gallium adsorption on (0001) GaN surfaces
在吸附动力学模型和能量参数从头计算的框架下，结合实验镜面反射高能电子衍射和理论研究，研究了Ga在（0001）GAN表面的吸附行为.的Ga/GAN吸附等温线的测量允许的平衡Ga的表面覆盖率作为一个函数的冲击Ga通量的量化。的温度依赖性进行了讨论内的{ \em从头计算}为基础的生长模型的吸附考虑到Ga簇的成核。
2003-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Free energy landscape of dissociative adsorption of methane on ideal and defected graphene from ab initio simulations
我们研究了甲烷在石墨烯表面的解离吸附。自由能分布，其中包括不同步骤的反应的活化能，计算从约束从头分子动力学。在300 K时，反应势垒远低于实验测得的气态甲烷的键离解能，表明石墨烯表面对甲烷的分解起催化作用.另一方面，势垒仍然比镍表面高得多。因此，甲烷解离在镍上以比在石墨烯上更高的速率发生。该反应是从前体气体生长石墨烯的先决条件。因此，第一单层的生长应该是快速和有效的过程，而随后的层以减小的速率和更可控的方式生长。缺陷也可能影响反应能量学。这是显而易见的，从我们的结果，其中简单的缺陷（斯通-威尔士缺陷和氮取代）导致不同的自由能景观在解离和吸附的过程中的步骤。
2018-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio study on the effects of transition metal doping of Mg2NiH4
Mg_2NiH_4是一种具有快速放氢动力学的储氢材料。但其放氢焓太大，不适合实际应用。本文采用第一性原理密度泛函理论计算方法研究了过渡金属掺杂的影响。我们发现，氢的脱附焓可以降低约0.1 eV/H2，如果八分之一的Ni原子被Cu或Fe取代。然而，用Co原子取代Ni增加了氢解吸焓。我们研究了掺杂剂在氢化和脱氢相中的热力学稳定性。用Co或Cu掺杂导致边缘稳定的化合物，而用Fe掺杂导致不稳定的化合物。Mg 2NiH 4的光学响应也受到掺杂的显著影响。Mg 2NiH 4中的光学带隙为约1.7 eV。掺杂Co、Fe或Cu导致杂质带，其使光学带隙减小高达0.5eV。
2007-03-21 cond-mat.mtrl-sci
Lifting of Ir{100} reconstruction by CO adsorption: An ab initio study
用密度泛函理论和热力学相结合的方法研究了CO在未重构和重构Ir{100}上的吸附，确定了CO覆盖度、温度和压力对两相相对稳定性的影响。与实验数据吻合较好。在零温度下，当CO覆盖度超过0.09 ML的临界值时，（1X 5）重构表面变得比未重构的（1X 1）表面更不稳定。CO分子之间的相互作用被发现是排斥的重建表面上，但在未重建的吸引力，解释了高CO覆盖率的生长（1X 1）岛屿的实验观察。在所有的温度和压力下，我们发现只有两种可能的稳定状态：0.05 ML CO c（2X 2）覆盖在（1X 1）衬底上，和干净的（1 $\times$ 5）重建表面。
2007-01-24 cond-mat.mtrl-sci
Ti-enhanced kinetics of hydrogen absorption and desorption on NaAlH4 surfaces
我们报告的第一性原理研究纯和钛掺杂的钠铝矾土（NaAlH4）表面上的氢吸附和解吸（即H-空位形成）的能量。我们发现Ti原子促进了H2分子的解离以及H原子的吸附。此外，掺杂剂使其在能量上更有利于通过饱和Al悬挂键来产生H空位。有趣的是，我们的研究结果表明，钛掺杂剂带来接近的能量，所有的步骤可能涉及的氢的吸收和解吸，从而促进和增强的反应动力学的丙氨酸。我们还讨论了使用其他轻过渡金属（Sc，V和Cr）作为掺杂剂的可能性。
2006-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Adsorption of ammonia at GaN(0001) surface in the mixed ammonia/hydrogen ambient - a summary of ab initio data
用从头计算方法研究了氨在NH3/NH2/H覆盖的GaN（0001）表面的吸附。NH_3/NH_2/H部分覆盖的GaN（0001）表面的整个位形空间被划分为不同的费米能级钉扎区：Ga断键态（主要裸露表面）（I区），VBM（NH_2和H覆盖表面）（II区）和CBM（NH_3覆盖表面）（III区）。广泛的从头计算表明，电子计数规则（ECR）的有效性，所有的混合覆盖，为接壤这三个区域。吸附进行了分析，使用新确定的依赖性的吸附能在表面上的电荷转移。对于区域I和II，氨以解离吸附，对于大部分空位，氨分解成H吸附原子和HN2自由基，而对于高覆盖度，氨吸附是分子吸附。根据最近发表的理论，解离吸附能强烈地依赖于表面（钉扎）和本体（未钉扎）的费米能级，而分子吸附能仅由与表面的键合决定。分子吸附由与表面共价键合的能量决定。氨吸附在区域III（费米能级钉扎在CBM）导致不稳定的配置，分子和解离这是解释的事实，镓断裂的键位点被双重占据的电子。吸附的氨将8个电子带到表面，需要将电子从Ga断裂键态转移到费米能级，这是能量昂贵的过程。氨在氢覆盖位点的吸附导致在表面产生NH2自由基和H2分子逃逸。过程能量接近0.12 eV，因此不大，但是由于氢分子的逃逸，逆过程是不可能的。
2014-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio Quantum and ab initio Molecular Dynamics of the Dissociative Adsorption of Hydrogen on Pd(100)
用从头算量子动力学和从头算分子动力学方法研究了氢在Pd（100）表面的解离吸附。将所有氢自由度视为动力学坐标意味着高维数，并且需要数千个轨迹的统计平均值。一个有效和准确的治疗，这样广泛的统计，实现在两个步骤：在第一步中，我们评估的从头算势能面（PES），并确定一个分析表示。然后，在一个独立的第二步动力学计算上的PES的解析表示进行。因此，解离动力学的研究没有任何重要的假设，除了波恩-奥本海默近似，无论如何采用时，密度泛函理论计算进行。从头算分子动力学进行了比较，详细的量子动力学计算完全相同的从头算PES。讨论了粘滞几率随动能变化时的量子振荡现象。它们对初始条件的对称性非常敏感。在低动能时，粘附主要受转向效应的影响，这一点用经典轨迹加以说明。转向效应取决于分子的动能，而不取决于分子的质量。零点效应导致量子和经典计算的粘附概率之间的强烈差异。粘附概率的入射角的依赖关系进行了分析，它被发现是在良好的协议与实验数据。结果表明，结合高维动力学计算的势能面的确定，其中考虑到所有相关的自由度，导致氢在过渡金属表面的解离动力学的详细了解。
1997-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio Investigation of Adsorption Characteristics of Bisphosphonates on Hydroxyapatite (001) Surface
一些双膦酸盐的结构（氯膦酸盐、依替膦酸盐、帕米膦酸盐、阿仑膦酸盐、利塞膦酸盐、唑来膦酸盐、米诺膦酸盐），比较它们在羟基磷灰石（001）表面的吸附能，找出结合亲和力的排序，结果表明帕米膦酸盐的吸附能最大，其次是阿仑膦酸盐、唑来膦酸盐、氯膦酸盐、伊班膦酸盐，米诺膦酸盐和依替膦酸盐最低。
2016-05-21 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
An ab initio study of a field-induced position change of a C60 molecule adsorbed on a gold tip
最近的I/V曲线测量表明，沉积在金纳米结中的C60分子改变其吸附配置时，在2端设置施加有限的电压。这对分子电子学来说是有意义的，因为如果理解了这个过程的机制，一个强大的分子晶体管就可以基于这样的结。我们提出了密度泛函理论为基础的平面波计算，在那里我们研究了分子的吸附在外场的影响下的能量学。特别强调调查可能的避雷针效应，这可能解释在实验中发现的配置之间的切换。我们还分析了我们的结果的吸附能量的静电表达式的总能量，其中的依赖性的极化率的交界处的位置上的C60分子被确定为一个criticalproperty的字段引起的吸附位点的变化。
2006-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio investigation of the effects of B-doping on the adsorption of H2O, H2 and O2 molecules at diamond surfaces
本研究通过从头算模拟探究硼掺杂金刚石不同低米勒指数晶面与H₂O、H₂、O₂的相互作用，对比未掺杂金刚石揭示硼对吸附的影响，为防护涂层和电化学器件研发提供参考。
2023-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Adsorption and STM imaging of tetracyanoethylene on Ag(001): An ab-initio study
研究了四氰基乙烯（TCNE）分子在银（001）表面的吸附.在密度泛函理论范围内计算了吸附结构、电子性质和扫描隧道显微镜（STM）图像。吸附最有利地发生在顶部配置中，其中C=C双键直接位于银原子上方，并且四个N原子与四个相邻的Ag原子结合。TCNE的最低未占分子轨道由于从底物的电子转移而被占据。这种状态在中等负偏压下主导电子光谱和STM图像。我们讨论并采用空间外推技术的STM和扫描隧道光谱（STS）图像的计算。我们的计算图像与实验数据吻合得很好。
2016-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Monte Carlo calculations of H$_2$ dissociation on Si(001)
我们提出了量子Monte Carlo计算的各种反应途径的H $_2$与Si（001），使用大模型集团的表面。我们得到的反应能和能垒明显高于近似的交换相关泛函。在改进了以往的研究，我们的吸附势垒与实验数据非常吻合。对于解吸，计算给出了传统途径的障碍超过目前接受的实验值，并查明覆盖效应和解吸步骤的作用。
2002-05-06 cond-mat.mtrl-sci
Molecular Beam Study of the CO Adsorption on a Regular Array of PdAu Clusters on Alumina
用脉冲分子束方法（MBRS）研究了CO在含140个$\pm$（12个原子）、Pd原子含量为0%~ 55%的PdAu团簇上的吸附动力学.团簇生长在Ni 3Al（111）上的纳米结构氧化铝纳米晶膜上，起到模板的作用，其给出具有尖锐尺寸分布和均匀组成的纳米晶团簇的六边形阵列。计算的表面浓度，假设金的表面偏析，在0和90%之间的表面上的Au原子的变化。从CO的吸附-脱附动力学出发，测定了不同温度下CO的寿命。在低覆盖度下，将CO的寿命绘制在Arrhenius图中，得到CO的吸附能。当Au的表面浓度增加时，CO在PdAu团簇上的吸附能降低。这种演变的吸附能进行了讨论，从以前的研究中，在配体和合奏效果。我们发现，系综效应起着主导作用，在所观察到的CO的吸附能的下降。
2020-11-02 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio study of element segregation and oxygen adsorption on PtPd and CoCr binary alloy surfaces
采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理模拟方法，研究了PtPd和CoCr合金在裸表面和有氧吸附层存在下的偏析行为.对于这两个系统，由于合金成分之间的电荷转移的d-带填充的变化，导致的d-带中心的表面原子相比，纯成分的移位，驱动表面偏析和管理的双金属的化学反应性。与先前的发现相反，但与类似的PtNi合金系统一致，在富Pt的PtPd合金中发现Pt原子在表面层中富集和Pd原子在第一次表面层中富集，尽管与纯Pt相比，纯Pd的表面能较低。类似地，Co表面和Cr亚表面偏析发生在富Co的CoCr合金中。然而，在吸附氧的存在下，Pd和Cr占据优先的表面位点，由于它们的电负性较低，从而更强的氧亲和力相比，Pt和Co，分别。在任何一种情况下，计算的合金表面上的氧吸附能大于纯组分时，更高贵的组件是存在于次表层。
2008-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced H$_2$ storage capacity of the bilayer hexagonal Boron Nitride(h-BN) incorporating Van der Waals interaction under applied external electric field
轻质2D材料由于其大的表面积正在研究其储氢应用。研究了氢在电场诱导h-BN双层膜上的吸附特性。根据我们的理论计算，双层的总存储容量为6.7重量%，Eads为0.308 eV/H $_2$。在没有外加电场的情况下，H-$_2$分子从h-BN双层体系中的脱附温度为243 K。在外加电场作用下，E $_{\rm ads}$在0.311-0.918 eV/H $_2$范围内，脱附温度为245-725 K。电荷转移分析表明，h-BN双层膜与H $_2$分子之间的电荷转移为0.001-0.008 |e|。吸附机理为弱范德华相互作用。我们的研究结果表明，外部电场提高了平均吸附能以及脱附温度，从而使h-BN双层储氢的一个有前途的候选人。
2021-05-31 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Ab-initio calculation of the effect of stress on the chemical activity of graphene
石墨烯层是稳定的、坚硬的和相对惰性的。我们研究了拉伸应力如何影响$σ$和$π$键以及由此产生的化学活性变化。应力对$π$键的影响更强，这些键可变得具有化学活性并更强地与吸附物质结合。在拉伸时，单个C键在混合$120^{o}$和$90^{o}$的几何结构中被活化;这是$sp^{2}$和$sp^{3}$键合之间的中间状态。我们使用从头计算密度泛函理论研究氢在大团簇和石墨烯的二维周期模型上的吸附。讨论了交换关联泛函对吸附能的影响。
2009-07-22 cond-mat.mtrl-sci
Preserving the 7x7 surface reconstruction of clean Si(111) by graphene adsorption
我们采用室温超高真空扫描隧道显微镜（UHV STM）和{ \em ab-initio}计算来研究吸附在Si（111）$-$ 7 $\times$ 7表面上的石墨烯薄片。该半导体衬底的特征7 $\times$ 7重构可以在所有扫描偏压下通过石墨烯解析，因此表明半导体衬底的原子构型在石墨烯吸附时不改变。大规模的{ \em ab-initio}计算证实了这些实验观察结果，并指出界面石墨烯和硅原子之间缺乏化学键合。我们的工作为石墨烯和高活性表面之间的原子级化学提供了深入了解，指导了石墨烯基异质结构中未来的钝化和化学相互作用工作。
2015-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen adsorption at RuO2(110)
用密度泛函理论研究了氢在RuO2（110）化学计量末端的结构、振动、能量和电子性质.氧化物表面被发现稳定分子和解离H2。在低配位的O^br表面阴离子处以羟基（单氢）形式存在的最稳定构型是在低温下通过在低配位的Ru^cus原子处的分子状态（二氢）和在O^br位点处以水状物质（二氢）形式存在的第二前体获得的。这种复杂的图片的低温分解动力学的H2在RuO2（110）与现有的数据，从高分辨率的能量损失谱和程序升温脱附。氢吸附在O^br位上增加了邻近Ru^cus位的反应活性，Ru ^cus位被认为是催化氧化反应的活性位。
2003-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Methanol adsorption on graphene
从第一性原理密度泛函计算确定了甲醇在石墨烯上的吸附能和取向。我们采用经过良好测试的vdw-DF方法，该方法无缝地包括色散相互作用与所有更近距离的相互作用，这些相互作用导致共价键和氢键等键。在不同覆盖率下，研究了单个甲醇分子和小团簇在石墨烯上的吸附。发现在簇中或在高覆盖率（小于单层）下的吸附是优选的，其中甲醇C-O轴近似平行于石墨烯的平面。与vdW-DF计算的吸附能相比，与以前的DFT-D和MP2为基础的计算单甲醇吸附在薄片的石墨烯（多环芳烃）。对于高覆盖吸附能，我们也发现相当好的协议与以前的解吸测量。
2013-03-15 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Understanding Anharmonic Effects on Hydrogen Desorption Characteristics of Mg$_n$H$_{2n}$ Nanoclusters by ab initio trained Deep Neural Network
University of Rome La Sapienza（罗马第一大学）；University of Trento（特伦托大学）
氢化镁（MgH $_2$）作为一种有效的储氢材料已被广泛研究。然而，其整体脱附温度（553 K）被认为对于实际应用来说太高。除了掺杂之外，降低用于释放氢的这种反应能的策略是使用MgH $_2$基纳米颗粒（NP）。在这里，我们首先调查的热力学性质的Mg $_n$ H $_{2n}$纳米粒子（$n<10$）从第一性原理，特别是通过评估的焓，熵和热膨胀的随机自洽谐波近似（SSCHA）的装置上的非谐效应。后一种方法超越了以前的方法，通常基于分子力学和准谐波近似，允许从头计算的完全非谐自由能。我们发现一个几乎线性依赖于温度的原子间键长-与百分之几的相对变化超过300 K-，随着键距的Mg-H键。为了增加从MgH $_2$的氢解吸实验的NP的大小，我们设计了一个计算有效的机器学习模型，该模型经过训练以准确地确定力和总能量（即势能面），将后者与SSCHA模型集成以完全包括非谐效应。我们发现一个显着的降低H-脱附温度为亚纳米簇Mg $_n$ H $_{2n}$与$n \leq 10$，具有不可忽略的，但由于非谐性的影响很小（高达10%）。
2021-11-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
CO adsorption on close-packed transition and noble metal surfaces: Trends from ab-initio calculations
用密度泛函理论研究了CO在3 d排的Co，Ni，Cu，4 d排的Ru，Rh，Pd，Ag和5 d排的Ir，Pt，Au等金属表面上的吸附趋势.特别是，我们关注的趋势的吸附能，几何形状，振动特性和其他参数来自基板的电子结构。在我们的设置，如交换相关功能的选择，赝势的选择和基组的大小，衬底弛豫的具体变化的影响进行了仔细的评估。我们发现，虽然吸附物-基质复合物的几何和振动性质的计算精度很高，与梯度校正的Perdew-Wang交换相关能计算的吸附能被高估。此外，计算往往有利于吸附位点具有较高的协调，导致在错误的Rh，Pt和Cu表面的吸附位点的预测（中空，而不是顶部）。修正后的Perdew-Burke-Erzernhof泛函（RPBE）导致过渡金属的吸附能较低（即更现实），但对贵金属的结果错误-预测了Ag和Au的吸热吸附。站点首选项保持不变。我们讨论了整个周期表的基板的电子结构的趋势，总结了国家的最先进的CO吸附在紧密堆积的金属表面。
2004-01-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A combined statistical mechanical and ab initio approach to understanding H2O/CO2 co-adsorption in mmen-Mg2(dobpdc)
本研究通过从头算和晶格模型，揭示H2O与CO2在mmen-Mg2(dobpdc)中形成编织链构型，并预测低分压下CO2吸附量发生急剧转变，为理解共吸附机制提供新视角。
2025-05-27 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
