H2在Nb(100)和Nb(110)表面吸附的第一性原理研究.pdf

1、浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文H2在Nb(100)和Nb(110)表面吸附的第一性原理研究姓名：林文龍申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：物理學(xué)、凝聚態(tài)物理指導(dǎo)教師：譚明秋20120607浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 A b s t r a c tA b s t r a c tH y d r o g e n0 - 0 i s a l l i m p o r t a n t e l e m e n t i n n a t u r e ，a n dH y d r o g

2、 e n ( I - 1 2 ) i s t h el i g h t e s tg a s ，w h i c hh a s v e r ys t r o n gr e d u c i b i l i t y ．T h ep r o p e r t i e st h a tm a k e i tb e c o m e an a t u r a lr e d u c i n ga g e n t ．A tt h es a m et i m

3、 e ，t h eh y d r o g e n ，a sa c l e a ne n e r g y , i sa l s oav e r yi m p o r t a n ti n d u s t r i a l g a s ．T h ei n t e r a c t i o nb e t w e e nH 2a n dt r a n s i t i o nm e t a l sh a sa t t r a c t e d m o

4、r c a n dm o r e a t t e n t i o n f r o m t h e s u r f a c e s c i e n t i s t s b e c a u s eo ft h e i ri m p o r t a n c ei nb o t hs c i e n t i f i c r e s e a r c h e sa n da p p l i c a t i o n s ．N bi sa k i n

5、do fi m p o r t a n th y d r o g e na d s o r b i n g e l e m e n t s ．I ti s v e r ym e a n i n g f u lf o ru n d e r s t a n d i n gt h eh y d r o g e no n t h es u r f a c eo f t h e c a t a l y s tb e h a v i o rf o

6、r t i St om a k ei t c l e a ro nt h eN bs u r f a c ea d s o r p t i o nm e c h a n i s m ．T h i sw o r ka d o p t s t h e f i r s tp r i n c i p l e c a l c u l a t i o nb a s e d o n d e n s i t y —f u n c t i o nt h

7、e o r y ，s t u d y i n gt h ei n t e r a c t i o nb e t w e e nH 2a n db o t hN b ( 1 0 0 ) s u r f a c ea n dN b ( 1 i0 ) s u r f a c e ．W e h a v ec a l c u l a t e dt h es t r u c t u r er e l a t i o n sw i t h h o r

8、 i z o n t a la n d v e r t i c a lH 2i nd i f f e r e n tc o v e r a g e sa n dh e i g h t s y m m e t r i c a la d s o r p t i o ns i t e s ，d i s c u s s i n gg e o m e t r i cs t r u c t u r e ，a d s o r p t i o ne n

9、 e r g y , w o r kf u n c t i o na n dS OO i l ．T h ec o n c l u s i o n sW e h a v eg o tf r o mt h i sw o r kc o u l db eo u t l i n e da sf o l l o w s ：S i n g l eh y d r o g e nm o l e c u l e sC a l lb ea d s o r b

10、 e do nN b ( 1 0 0 ) a n dN b ( 1 l O ) s u r f a c e s ．T h e a d s o r p t i o ne n e r g y o f h y d r o g e nm o l e c u l e a d s o r b e do n n i o b i u m s u r f a c eh o r i z o n t a l l y , i ss i g n i f i c

11、a n t l y l e s st h a nt h eh y d r o g e nm o l e c u l ea d s o r b e d o n t h e s u r f a c e v e r t i c a l l y , w h i c h s h o w st h a t h y d r o g e n m o l e c u l e l e v e la d s o r p t i o n i sm o F cs

12、 t a b l et h a nv e r t i c a la d s o r p t i o n ．F o r r 川o ( 1 0 0 ) s u r f a c e ，t h e a d s o r p t i o ne n e r g ya n dg e o m e t r i c s t r u c t u r ea l ec h a n g e dl i t t l ea l o n gw i t ht h ei m p

13、 a c to f c o v e r a g ec h a n g e ．H y d r o g e nm o l e c u l e s p r e f e ro c c u p y i n g o nt h et o p s i t e ．O nt h eh o l l o w s i t ea n db r i d g es i t e ，t h ea d s o r p t i o np h e n o m e n o n i

14、 sn o t v e r yo b v i o u s ．F o rN b ( 1 10 ) s u r f a c e ，t h ea d s o r p t i o ne f f e c t v a r i e sw i t hc o v e r a g ed r a m a t i c a l l y ．H y d r o g e n i sf a v o r e d t oa d s o r b o nt h eh o l l

15、 o w s i t e o f N b ( 1 10 ) a tt h el o w c o v e r a g e ，w h i l eH 2 C a n ’ta d s o r bo nb r i d g es i t e ．A t t h el o w c o v e r a g e ，a d s o r p t i o n e f f e c tb e c o m e s s t r o n g e r o n h o l l