乙炔在Ge(001)表面吸附的反应路径

范晓丽 刘燕 刘崇 刘焕明

引用本文: 范晓丽, 刘燕, 刘崇, 刘焕明. 乙炔在Ge(001)表面吸附的反应路径[J]. 物理化学学报, 2012, 28(05): 1107-1112. doi: 10.3866/PKU.WHXB201203011 shu
Citation:  FAN Xiao-Li, LIU Yan, LIU Chong, LAU Woon-Ming. Reaction Pathways of Acetylene Adsorption on the Ge(001) Surface[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2012, 28(05): 1107-1112. doi: 10.3866/PKU.WHXB201203011 shu

乙炔在Ge(001)表面吸附的反应路径

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(20903075) (20903075)

    高等学校学科创新引智计划(111) (B08040)资助项目 (111) (B08040)

摘要: 采用第一性原理方法研究了乙炔分子在Ge(001)表面的吸附反应. 通过系统考察0.5 和1.0 ML覆盖度时形成di-σ和end-bridge构型的反应路径, 研究在表面形成di-σ和paired-end-bridge 构型的反应几率. 除了表面反应以外, 本文还涉及了亚表层Ge 原子参与的吸附反应, 乙炔在亚表层原子上吸附形成的亚稳态结构sub-di-σ, 是形成end-bridge 结构的第二条途径, 此反应机理对于表面吸附结构的形成起重要的作用. 与乙炔分子不同的是, 表面以下原子参与时乙烯分子的吸附反应为吸热反应. 综合热力学和动力学的分析表明,paired-end-bridge 构型是乙炔分子吸附的主要构型, 此结论解释了乙炔分子在Ge(001)表面吸附构型的实验结果. 对于乙烯和乙炔两分子在Ge(001)表面吸附的分析比较揭示了导致两者之间差异的原因.

English

    1. [1]

      (1) Wolkow, R. A. Annu. Rev. Phys. Chem. 1999, 50, 413.  (1) Wolkow, R. A. Annu. Rev. Phys. Chem. 1999, 50, 413.  

    2. [2]

      (2) Ma, F.; Xu, M. C.; Yang, B.; Shi, D. X.; Guo, H. M.; Pang, S. J.; Gao, H. J. Chin. Phys. 2007, 16, 2661.  (2) Ma, F.; Xu, M. C.; Yang, B.; Shi, D. X.; Guo, H. M.; Pang, S. J.; Gao, H. J. Chin. Phys. 2007, 16, 2661.  

    3. [3]

      (3) Dou, R. F.; Jia, J. F.; Xu, M. J.; Pan, M. H.; He, K.; Zhang, L. J.; Xue, Q. K. Acta Phys. Sin. 2004, 53, 871. [窦瑞芬, 贾金锋, 徐茂杰, 潘明虎, 何珂, 张丽娟, 薛其坤. 物理学报, 2004, 53, 871.](3) Dou, R. F.; Jia, J. F.; Xu, M. J.; Pan, M. H.; He, K.; Zhang, L. J.; Xue, Q. K. Acta Phys. Sin. 2004, 53, 871. [窦瑞芬, 贾金锋, 徐茂杰, 潘明虎, 何珂, 张丽娟, 薛其坤. 物理学报, 2004, 53, 871.]

    4. [4]

      (4) Wei, S. Y.;Wang, J. G.; Ma, L. Chin. Phys. 2004, 13, 8.(4) Wei, S. Y.;Wang, J. G.; Ma, L. Chin. Phys. 2004, 13, 8.

    5. [5]

      (5) Kim, A.; Choi, D. S.; Lee, J. Y.; Kim, S. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 3256.  (5) Kim, A.; Choi, D. S.; Lee, J. Y.; Kim, S. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 3256.  

    6. [6]

      (6) Hwang, Y. J.; Hwang, E.; Kim, D. H.; Kim, A.; Hong, S.; Kim, S. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 1426.  (6) Hwang, Y. J.; Hwang, E.; Kim, D. H.; Kim, A.; Hong, S.; Kim, S. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 1426.  

    7. [7]

      (7) Cho, J. H.; Kim, K. S.; Morikawa, E. J. Chem. Phys. 2006, 124, 024716.  (7) Cho, J. H.; Kim, K. S.; Morikawa, E. J. Chem. Phys. 2006, 124, 024716.  

    8. [8]

      (8) Fan, X. L.; Sun, C. C.; Zhang, Y. F.; Lau,W. M. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 2200.  (8) Fan, X. L.; Sun, C. C.; Zhang, Y. F.; Lau,W. M. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 2200.  

    9. [9]

      (9) Kim, A.; Maeng, J. Y.; Lee, J. Y.; Kim, S. J. Phys. Chem. C 2002, 117, 10215.(9) Kim, A.; Maeng, J. Y.; Lee, J. Y.; Kim, S. J. Phys. Chem. C 2002, 117, 10215.

    10. [10]

      (10) Fan, X. L.; Min, J. X.; Sun, C. C.; Chi, Q.; Cheng, Q. Z. Acta Chim. Sin. 2010, 68, 1589.(10) Fan, X. L.; Min, J. X.; Sun, C. C.; Chi, Q.; Cheng, Q. Z. Acta Chim. Sin. 2010, 68, 1589.

    11. [11]

      (11) Cho, J.; Kleinman, L. J. Chem. Phys. 2003, 119, 2820.  (11) Cho, J.; Kleinman, L. J. Chem. Phys. 2003, 119, 2820.  

    12. [12]

      (12) Yoshimoto, Y.; Nakamura, Y.; Kawai, H.; Tsukada, M.; Nakayama, M. Phys. Rev. B 2000, 61, 1965.  (12) Yoshimoto, Y.; Nakamura, Y.; Kawai, H.; Tsukada, M.; Nakayama, M. Phys. Rev. B 2000, 61, 1965.  

    13. [13]

      (13) Harold, J.W. Z. Phys. Rep. 2003, 388, 1.  (13) Harold, J.W. Z. Phys. Rep. 2003, 388, 1.  

    14. [14]

      (14) Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1993, 47, R558.  (14) Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1993, 47, R558.  

    15. [15]

      (15) Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1994, 49, 14251.  (15) Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1994, 49, 14251.  

    16. [16]

      (16) Kresse, G.; Furthmüller, J. Phys. Rev. B 1996, 54, 11169.  (16) Kresse, G.; Furthmüller, J. Phys. Rev. B 1996, 54, 11169.  

    17. [17]

      (17) Kresse, G.; Furthmüller, J. Comput. Mater. Sci. 1996, 6, 15.  (17) Kresse, G.; Furthmüller, J. Comput. Mater. Sci. 1996, 6, 15.  

    18. [18]

      (18) Vanderbilt, D. Phys. Rev. B 1990, 41, 7892.  (18) Vanderbilt, D. Phys. Rev. B 1990, 41, 7892.  

    19. [19]

      (19) Cohen, M. L. Phys. Rep. 1984, 110, 293.  (19) Cohen, M. L. Phys. Rep. 1984, 110, 293.  

    20. [20]

      (20) Payne, M. C.; Teter, M. P.; Allan, D. C.; Arias, T. A.; Joannopoulos, J. D. Rev. Mod. Phys. 1992, 64, 1045.  (20) Payne, M. C.; Teter, M. P.; Allan, D. C.; Arias, T. A.; Joannopoulos, J. D. Rev. Mod. Phys. 1992, 64, 1045.  

    21. [21]

      (21) Perdew, J. P.; Chevary, J. A.; Vosko, S. H.; Jackson, K. A.; Pederson, M. R.; Singh, D. J.; Fiolhais, C. Phys. Rev. B 1992, 46, 6671.  (21) Perdew, J. P.; Chevary, J. A.; Vosko, S. H.; Jackson, K. A.; Pederson, M. R.; Singh, D. J.; Fiolhais, C. Phys. Rev. B 1992, 46, 6671.  

    22. [22]

      (22) Perdew, J. P.; Chevary, J. A.; Vosko, S. H.; Jackson, K. A.; Pederson, M. R.; Singh, D. J.; Fiolhais, C. Phys. Rev. B 1993, 48, 4978.(22) Perdew, J. P.; Chevary, J. A.; Vosko, S. H.; Jackson, K. A.; Pederson, M. R.; Singh, D. J.; Fiolhais, C. Phys. Rev. B 1993, 48, 4978.

    23. [23]

      (23) Jónsson, H. Annu. Rev. Phys. Chem. 2000, 51, 623.  (23) Jónsson, H. Annu. Rev. Phys. Chem. 2000, 51, 623.  

    24. [24]

      (24) Henkelman, G.; Uberuaga, B. P.; Jónsson, H. J. Chem. Phys. 2000, 113, 9901.  (24) Henkelman, G.; Uberuaga, B. P.; Jónsson, H. J. Chem. Phys. 2000, 113, 9901.  

    25. [25]

      (25) Fan, X. L.; Zhang, Y. F.; Lau,W. M.; Liu, Z. F. Phys. Rev. B 2005, 72, 165305.  (25) Fan, X. L.; Zhang, Y. F.; Lau,W. M.; Liu, Z. F. Phys. Rev. B 2005, 72, 165305.  

    26. [26]

      (26) Ryan, P. M.; Teague, L. C.; Boland, J. J. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6768.  (26) Ryan, P. M.; Teague, L. C.; Boland, J. J. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6768.  

    27. [27]

      (27) Zhang, Q. J.; Fan, X. L.; Lau,W. M.; Liu, Z. F. Phys. Rev. B 2009, 79, 195303.  (27) Zhang, Q. J.; Fan, X. L.; Lau,W. M.; Liu, Z. F. Phys. Rev. B 2009, 79, 195303.  

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  721
  • 文章访问数:  3786
  • HTML全文浏览量:  13
文章相关
  • 发布日期:  2012-04-26
  • 收稿日期:  2011-12-12
  • 网络出版日期:  2012-03-01
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章