氧原子在Pt(111)表面和次表层的吸附与扩散

吕兵; 令狐荣锋; 宋晓书; 王晓璐; 杨向东; 贺端威

doi:10.7498/aps.61.076802

摘要

氧原子在Pt表面的吸附和扩散是理解氧化和腐蚀等问题的基础.基于密度泛函理论和周期平板模型研究了氧原子在Pt(111)表面及次表层的吸附,通过扫描隧道显微镜(STM)的理论计算分析了吸附的结构特征.采用CI-NEB方法讨论了氧原子在Pt(111)表面和次表层的扩散过程.研究结果表明氧原子在Pt(111)表面的扩散比较容易,而氧原子向次表层的扩散相对较难,这主要是因为次表层的扩散需要经过一个Pt原子层,必须克服一定的能垒,从而说明过渡金属Pt具有很强的抗氧化性.

关键词:

扩散 /
吸附 /
密度泛函理论

Abstract

The adsorption and the diffusion of oxygen on the Pt (111) surface and subsurface are basic issues to understand oxidation and corrosion, which are investigated based on the density functional theory and the periodic slab model. The absorption structure is analyzed through scanning tunneling microscopy (STM) image. The diffusion processes of oxygen atoms on Pt (111) surface and subsurface are discussed in detail using the CI-NEB method. The results show that the diffusion of oxygen atoms over Pt (111) surface is easier than the diffusion into the subsurface, which is mainly because the diffusion of the subsurface needs to go through a layer of Pt atoms and must overcome a certain energy barrier. Transition metal Pt is indicated to have a strong antioxidant activity.

Keywords:

作者及机构信息

1.
贵州师范大学物理与电子科学学院, 贵阳 550001;

2.
四川大学原子与分子物理研究所, 成都 610065;

3.
贵州师范学院物理与电子科学学院, 贵阳 550018

基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10974139,10964002),贵州省科技厅自然科学基金(批准号:黔科合J字LKS[2009]06,黔科合J字[2010]2146,黔科合J字[2010]2137);贵州师范大学博士科研基金资助的课题.

Authors and contacts

1.
School of Physics and Electronic Science, Guizhou Normal University, Guiyang 550001, China;

2.
Institute of Atomic and Molecular Physics, Sichuan University, Chengdu 610065, China;

3.
School of Physics and Electronic Science, Guizhou Normal College, Guiyang 550001, China

Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 10974139 and 10964002),the Science-Technology Founda- tion of Guizhou province of China (Grant Nos. LKS[2009]06, [2010]2146, [2010] 2137), and the Scientific Research Foundation for Doctors of Guizhou Normal University.

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