吸附物在金属表面结合的多体色散效应

柔性吸附分子偶氮苯在Ag（111）表面的热涨落和电子涨落

Thermal and electronic fluctuations of flexible adsorbed molecules: Azobenzene on Ag(111)

我们以Ag（111）表面上的分子开关偶氮苯C $_{12}$ H $_{10}$ N $_{2}$为例，研究了影响柔性吸附物在表面上有限温度吸附性质的热和电子集体涨落.使用第一性原理分子动力学模拟，我们得到的吸附自由能，准确地占熵的贡献，而列入多体分散相互作用占电子相关性，管理吸附结合。我们发现吸附质的性质是强烈的熵驱动，可以判断的动力学分子解吸前因子10 $^{24}$ s $^{-1}$，大大超过以前报道的估计。我们将这种效应与结构和电子观测量的相当大的波动联系起来。我们的计算程序升温脱附测量的比较表明，有限温度效应发挥主导作用的柔性分子与极化表面接触，最近开发的第一性原理方法提供了一个最佳的工具，以揭示新的集体行为在这样的复杂系统。

石墨烯体系中的色散修正：一个简单有效的结合模型

Dispersion corrections in graphenic systems: a simple and effective model of binding

我们结合高层次的理论和\emph{ab initio}理解石墨开发一个简单的，参数化的力场模型层间结合石墨，包括困难的非成对添加剂耦合波动色散相互作用。该模型作为对标准密度泛函理论（DFT）计算的简单加性校正给出，形式为$ΔU(D)=f(D)[U^{vdW}(D)-U^{DFT}(D)]$，其中$D$是层间距离。通过匹配接触特性和已知值的远程分散来参数化函数，并且发现该模型在广泛的$D$值范围内准确地匹配石墨的高水平\emph{ab initio}结果。我们采用困难的双石墨烯结合和石墨剥离问题，以及锂插层石墨LiC $_6$的校正。我们预测双石墨烯的结合能为0.27 J/m^2，石墨的剥离能为0.31 J/m^2，分别略低于和略高于体层结合能0.295 J/m^2/layer。与局部密度近似相比，LiC $_6$的材料性质基本上没有变化。考虑到分散体相互作用对于LiC $_6$层结合的相对不重要性，这是适当的。

碳纳米管中铁和钒原子自旋相关输运的从头算研究

Ab initio study of spin-dependent transport in carbon nanotubes with iron and vanadium adatoms

我们提出了一个从头计算研究的自旋相关的运输扶手椅型碳纳米管与过渡金属吸附，铁或钒。我们忽略了管的曲率的影响和模型的周期性边界条件的石墨烯纳米管。采用基于密度泛函理论的非平衡格林函数方法计算了其电子结构和零偏压电导。吸附物的存在导致一个强烈的散射电子的一个自旋类型。的散射被示出是由于耦合的两个扶手椅带状态的金属3d轨道与匹配的对称性，导致法诺共振出现在传输函数的下降。被分散的自旋类型（多数/少数）取决于吸附质，并解释在d-状态填充。使用一个简单的紧束缚模型，然后使用它来调查的依赖性的传输的纳米管的宽度的结果进行定性再现。我们发现，随着管尺寸的增加，透射下降的宽度减小。

用纯Dicarbon生长（110）金刚石

Growth of (110) Diamond using pure Dicarbon

我们使用基于密度泛函的紧束缚方法来研究金刚石生长步骤，通过在无氢金刚石（110）表面沉积二碳物种。随后的C_2分子沉积在一个最初干净的表面上，在附近的一个不断增长的吸附质团簇，最后，附近的空缺之前完成一个完整的新的单分子层。C_2n团簇在接近理想的晶格位置上沿平行于表面的[-110]方向形成锯齿形链，是生长的优先阶段。根据团簇的大小，吸附能为8 - 10eV/C_2。这些工艺的沉积势垒在0.0 - 0.6 eV的范围内。对于C_2n团簇上方的沉积位，吸附能小3eV，但扩散到更稳定的位置是可行的。我们还使用增广拉格朗日罚函数方法模拟了C_2分子在已有吸附质团簇附近表面上的扩散。我们发现在清洁表面上的迁移势垒超过3 eV，在石墨烯类吸附物顶部上的迁移势垒为0.6 - 1.0 eV。势垒高度和生长途径表明，气态二碳化合物的生长要么通过直接吸附到清洁位上，要么通过迁移到现有C_2n链的顶部进行。

有机-金属界面价带光电子能谱的解释

On the interpretation of valence band photoemission spectra at organic-metal interfaces

有机分子在取向良好的单晶钴金属表面的吸附对紫外光电子能谱学的能量分布曲线有着重要的影响。在原始金属的光谱中不存在的新特征可以被分配为具有一定程度的分子-基底杂化的“界面态”。在这里，它表明，具有分子轨道特性的界面状态可以很容易地被识别为孤立的功能以上的无特征基板SP-平台在低结合能。在另一方面，必须采取更多的照顾分配吸附诱导功能时，这些谎言的d-波段光谱区域内的基板。事实上，通常被解释为分子-衬底相互作用的特征的特征实际上可能是由被吸附物散射的衬底光电子引起的。这种现象是通过一系列的例子，贵金属单晶表面覆盖的大π共轭有机分子的单层。

石墨和少层石墨烯准粒子色散的紧束缚描述

Tight--binding description of the quasiparticle dispersion of graphite and few--layer graphene

提出了一种通用的第三近邻紧束缚（TB）参数集，用于计算具有$AB$堆叠序列的$N$堆叠的$sp^2$石墨烯层（$N=1... \infty$）的准粒子（QP）色散。的QP带强烈重整化的电子-电子相互作用，这导致在最近的邻居在-平面和出-平面TB参数增加20%相比，从密度泛函理论的能带结构。与新的一组TB参数，我们确定的费米面和评估激子能量，载流子等离子体激元频率和电导率是相关的最近的角度分辨光电发射，光学，电子能量损失和运输测量。这些数量与实验的比较产生了很好的一致性。此外，我们讨论了从几层石墨烯到石墨的过渡和TB框架中的半金属到金属的过渡。

弹性散射对X射线光电子能谱测量芯层binding energy色散的影响

Influence of elastic scattering on the measurement of core-level binding energy dispersion in x-ray photoemission spectroscopy

根据石墨烯中C1s芯能级色散的最新测量[Nat.Phys.6，345（2010）]，我们探索了光电子的弹性散射与表面芯能级位移之间的相互作用，以确定Au（111）和Cu3Au（100）中的芯能级结合能。我们发现，一个人为的移动中创建的Au 4f核心水平的结合能，表现出依赖于发射角，以及对核心水平发射本身的光谱强度。使用一个简单的模型，我们能够再现的角度依赖性的转变，并将其与各向异性的电子发射从体层。我们的研究结果表明，核心能级的结合能的变化的解释应进行非常小心，必须考虑到弹性散射引起的人工位移的可能影响。

从第一性原理预测氧化物表面的核心级X射线光电子能谱——以SnO$_2$为例

Predicting core-level X-ray photoemission spectra of oxide surfaces from first principles -- a case study for SnO$_2$

本文基于Z+1方法的第一性原理方法预测氧化物表面的XPS光谱，以SnO2(110)表面为例，计算了不同表面（化学计量、空位、吸附OH和O2）的O 1s结合能，预测光谱与实验吻合。

Structure and Binding in Halide Perovskites: Analysis of Static and Dynamic Effects from Dispersion-Corrected Density Functional Theory

We investigate the impact of various levels of approximation in density functional theory calculations for the structural and binding properties of the prototypical halide perovskite MAPbI$_3$. Specifically, we test how the inclusion of different correction schemes for including dispersive interactions, and how in addition using hybrid density functional theory, affects the results for pertinent structural observables by means of comparison to experimental data. In particular, the impact of finite temperature on the lattice constants and bulk modulus, and the role of dispersive interactions in…

O₂、H₂O、CH₄和CO₂与α-氧化铝表面相互作用的动力学路径：密度泛函紧束缚计算

Dynamical pathways for the interaction of O2, H2O, CH4, and CO2 with a-alumina surfaces: Density functional tight-binding calculations

本研究通过量子-经典分子动力学模拟和SCC-DFTB方法，探究了四种分子与α-氧化铝表面的物理吸附机制及电子性质影响，揭示结合路径、吸附位点差异及分子吸附率特点，为相关机制提供重要见解。

Ab initio thermodynamics of hydrocarbons relevant to graphene growth at solid and liquid Cu surfaces

Using ab initio thermodynamics, the stability of a wide range of hydrocarbon adsorbates under various chemical vapor deposition (CVD) conditions (temperature, methane and hydrogen pressures) used in experimental graphene growth protocols at solid and liquid Cu surfaces has been explored. At the employed high growth temperatures around the melting point of Cu, we find that commonly used thermodynamic models such as the harmonic oscillator model may no longer be accurate. Instead, we account for the translational and rotational mobility of adsorbates using a recently developed hindered translato…

氢吸附对石墨烯准粒子谱的影响

Effect of hydrogen adsorption on the quasiparticle spectra of graphene

利用非相互作用的紧束缚模型研究了孤立氢吸附物对单层石墨烯准粒子谱的影响。使用格林函数的方法，我们得到的解析表达式的局域态密度和掺氢石墨烯的光谱函数，这也是数值计算和绘制。我们的研究结果是相关的扫描隧道显微镜和角度分辨光电子能谱数据的功能化石墨烯的解释。

碱诱导Cu（100）表面重构理论

Theory of Alkali Induced Reconstruction of the Cu(100) Surface

LEED实验表明，Li在室温下吸附在Cu（100）表面引起（2x 1）缺失行衬底重构，而在较低温度（T=180 K）下的吸附导致未重构的Cu（100）+c（2x2）-Li覆盖层结构。基板重建尚未观察到钠，也不为K吸附。为了研究Li吸附物的特殊重构行为，我们对Cu（100）+Ad，Ad = Li，Na，K体系在覆盖度θ_Ad=0.25-0.5下进行了从头算密度泛函计算.计算表明，（2 × 1）MR重建表面位于能量以上的理想（1 × 1）表面的0.2 eV每单位电池。然而，与理想表面相比，MR几何结构中的碱结合更强，在理想表面中，从Li到Na到K，键强度的增加变得更小。结果表明，对于Cu（100）+Li，MR重构体系和吸附质体系在能量上非常接近，而对于Na和K，吸附质体系总是倾向于吸附质体系。

紧束缚分子动力学模拟研究金的动力学性质

Dynamical properties of Au from tight-binding molecular-dynamics simulations

我们研究了Au的动力学性质，使用我们以前开发的紧束缚方法。声子色散和态密度曲线，在T=0 K，通过计算的动力学矩阵，使用超原胞方法确定。此外，我们进行了分子动力学模拟在不同的温度下，得到的晶格常数和原子的均方位移的温度依赖性，以及声子态密度和声子色散曲线在有限的温度。我们进一步通过模拟液态金测试了该模型在不同原子环境下的可移植性。只要有可能，我们就将这些结果与实验值进行比较。

基于第一性原理的固态铜热力学紧束缚描述

First-Principles-Based Thermodynamic Description of Solid Copper Using the Tight-Binding Approach

紧束缚模型适合于铜的第一性原理计算，包括根据弹性常数和高对称性声子模式扭曲的结构。在准简谐近似下计算了基于第一性原理的声子色散和自由能。所得到的热膨胀，温度和体积依赖性的弹性常数，德拜温度，和Gruneisen参数与现有的实验数据进行比较。

用于方格节点线Dirac半金属的具有亚晶格不对称自旋轨道耦合的紧束缚模型

Tight-binding model with sublattice-asymmetric spin-orbit coupling for square-net nodal line Dirac semimetals

针对ZrSiS方格节点线Dirac半金属，本文构建4轨道紧束缚模型，并基于DFT与Löwdin分区提出由从头算约束的有效亚晶格不对称SOC。

苯在过渡金属（111）表面吸附的范德华力描述

Insight into the description of van der Waals forces for benzene adsorption on transition metal (111) surfaces

近年来，由于密度泛函理论（DFT）的发展，探索范德华力（vdW）对分子在扩展金属表面上吸附的作用已成为可能。在这些新发展的vdw方法中，原子间vdW方法考虑了体块内的非局域屏蔽[V.G.鲁伊斯，W。Liu，E. Zojer，M. Scheffler和A. Tkatchenko，Phys. Rev. Lett. 108，146103（2012）]和改进的非局部泛函[J. Klimes，D. R. Bowler和A. Michaelides，J. Phys.：康登斯Matter 22，022201（2010）]已经成为有效和准确地解释大多数流行的DFT交换相关泛函中缺乏长程vdW力的有希望的候选者。在这里，我们已经使用这两种方法来计算苯吸附在一系列紧密堆积的（111）表面上，它要么物理吸附（铜，银，金）或化学吸附（铑，钯，铱，铂）。我们已经彻底比较了两类vdw包容性的方法之间的性能，并在可用时比较实验数据所获得的结果。通过检查计算出的吸附能，平衡距离，结合曲线，我们得出结论，这两种方法允许一个准确的治疗吸附在平衡吸附物-基板的距离。为此，明确列入电动屏蔽在原子间vdW计划和优化的交换泛函的情况下，非本地vdW密度泛函是强制性的。然而，这两类方法在大的吸附物-底物分离之间存在一些差异。

金属基体吸附理论

Theory of Adsorption on Metal Substrates

内容包括：5.1引言5.2概念和定义5.3成键的紧束缚图5.4孤立吸附原子的吸附5.5碱金属吸附：传统的表面吸附图5.6置换吸附和表面合金的形成5.7 CO在过渡金属表面的吸附-简单分子吸附质的模型系统5.8共吸附[Ru（0001）上的CO加O的例子] 5.9金属表面的化学反应5.10 CO的催化氧化5.11要点概要

分子形状和化学吸附的能量学：从简单到复杂的能量景观

Molecular shape and the energetics of chemisorption: From simple to complex energy landscapes

我们列举了模型刚性吸附物的能量景观的所有局部最小值，其特征在于三个或四个等效的结合位点（例如，硫醇基）在面心立方晶体的密堆积（111）表面上。我们发现，能量最小值的数量与分子大小线性增加，增加的速率取决于分子形状和表面结构之间的注册程度。能量最小值的稀疏性和这些最小值与分子大小的质量中心位置的大的变化与表面不相称的分子表明在这些分子中表面流动性和形状或大小波动之间的强耦合导致分子振动。我们还发现，在结合能的变化相对于分子大小的分子与表面的注册程度较高的分子的分子大小更迅速地降低。这表明，如果分子与表面不相称，则表面吸附应该能够更好地通过大小区分分子。

Effect of Zr and Al Addition on Nanocluster Formation in Oxide Dispersion Strenghthened Steel-an ab initio Study

Conventional Oxide dispersion strengthened steels are characterized by thermally stable, high density of Y-Ti-O nanoclusters, which are responsible for their high creep strength. Ti plays a major role in obtaining a high density of ultrafine particles of optimum size range of 2-10 nm. In Al-containing ODS steels developed for corrosion resistance, Y-Al-O clusters formed are of size range 20 -100 nm, and Ti fails in making dispersions finer in the presence of Al. Usage of similar alloying elements like Zr in place of Ti is widely considered. In this study, binding energies of different stages o…

扶手椅型石墨烯纳米带电子结构的解析研究

Analytical Study of Electronic Structure in Armchair Graphene Nanoribbons

在紧束缚近似下，给出了扶手椅型石墨烯纳米带的波函数和能量色散的解析解。通过施加硬壁边界条件，我们发现在约束方向上的波矢是离散的。该离散波矢量用作不同子带的索引。我们的波函数和相关的能量色散的解析解再现了数值紧束缚的结果和基于k*p近似的解决方案。此外，我们还发现，所有扶手椅型GNRs的边缘变形都有能隙，这与最近报道的第一性原理计算相一致。

分子在金属表面吸附的van der Waals密度泛函

Molecular Adsorption on Metal Surfaces with a van der Waals Density Functional

采用密度泛函理论（DFT）研究了1，4-苯二胺（BDA）在Au（111）表面和偶氮苯在Ag（111）表面的吸附.对于Au（111）上的BDA，伦敦色散相互作用的引入不仅显著增强了分子-底物结合，导致与实验结果一致的吸附能，而且显著改变了BDA结合的几何构型。对于偶氮苯在Ag（111）上的吸附，vdW-DF的吸附能优于其他色散校正的DFT方法。这些结果提供了证据的适用性的vdW-DF方法，并作为一个实际的基准调查吸附在贵金属表面上的分子。

Parametrization of Non-Bonded Force Field Terms for Metal-Organic Frameworks Using Machine Learning Approach

The enormous structural and chemical diversity of metal-organic frameworks (MOFs) forces researchers to actively use simulation techniques on an equal footing with experiments. MOFs are widely known for outstanding adsorption properties, so precise description of host-guest interactions is essential for high-throughput screening aimed at ranking the most promising candidates. However, highly accurate ab initio calculations cannot be routinely applied to model thousands of structures due to the demanding computational costs. On the other side, methods based on force field (FF) parametrization s…

Influence of surfactant, particle size and dispersion medium on surface plasmon resonance of silver nanoparticles

Clear influence of particle size, surfactants and dispersion medium on surface plasmon resonance (SPR) features of Ag nanoparticles (NPs), synthesized in thermal decomposition method, in the broad range of ultraviolet (UV) radiation, critical for many potential applications such as a photocatalyst, UV-sensor and detector, has been demonstrated here. It involves adsorbate coverage, interparticle distance or agglomeration, surface charge density and solvent refractive index (μ). NP agglomeration and surface charge density in solvents of varying μ have been studied systematically through zeta-pot…

晶格中的非线性杂质：色散效应

Nonlinear Impurity in a Lattice: Dispersion Effects

我们研究了一维紧束缚晶格中单个立方非线性杂质的束缚态，其中允许跳到第一和第二近邻。该模型是解决在封闭的形式{ \em v\`<$a}使用适当的晶格格林函数和相图，得到显示作为非线性强度和第二到第一近邻跳跃参数的比率的函数的束缚态的数量。令人惊讶的是，有限数量的跳跃到第二近邻有助于形成一个束缚态在较小的（甚至消失小）的非线性值。因此，自陷跃迁也可以通过晶格色散的这种增加而被调谐到在相对小的非线性强度下发生。

色散相互作用的非普适性：范德华能量泛函的分析基准

Nonuniversality of the dispersion interaction: analytic benchmarks for van der Waals energy functionals

我们强调色散力的渐近行为的非普适性，这样的逆六次方贡献的总和往往是不够的。我们通过紧束缚模型，在电磁非延迟随机相位近似下，分析评估了两个π共轭层之间的互相关能量Ec。对于两个完美的半金属石墨烯片在T= 0 K时，我们发现Ec = C D^{-3}，与目前公认的近似预测的“绝缘”D^{-4}依赖性相反。我们还处理的情况下，其中一个石墨烯层被替换为薄金属，一个模型相关的剥离石墨。我们的一般考虑也适用于纳米管，纳米线和层状金属。