氧在Nb(110)表面吸附的第一性原理研究

房彩红; 尚家香; 刘增辉

doi:10.7498/aps.61.047101

摘要

通过第一性原理赝势平面波方法研究了氧在Nb(110)表面的吸附性质随覆盖度变化规律. O在Nb(110)表面最稳定吸附位是洞位,次稳定吸附位是长桥位. 在长桥位吸附时, O诱导Nb(110)表面功函数随覆盖度的增加而几乎线性增加；但当O在洞位吸附时, 与干净Nb表面相比, 覆盖度为0.75 ML和1.0 ML时功函数增加, 而覆盖度为0.25 ML和0.5 ML时功函数减小.通过对面平均电荷密度分布和偶极矩变化的讨论, 解释了由吸附导致功函数复杂变化的原因.通过对表面原子结构和态密度分析, 讨论了O在Nb表面吸附时引起表面原子结构变化以及O和Nb(110)表面原子的相互作用.

关键词:

Abstract

The adsorption of atomic oxygen on the Nb (110) surface is systematically investigated through the first-principles method for oxygen coverage ranging from 0.25 to 1 monolayer (ML)．It is found that the hollow site is the most energetically favorable for the whole coverage range considered and that the long-bridge site takes the second place．The work function increases almost linearly with the increase of oxygen coverage for the long-bridge site adsorption, whereas for the hollow site adsorption the work function decreases when the coverage is 0.25 ML or 0.5 ML and increases when the coverage is 0.75 ML or 1 ML．Using the planar averaged charge density and the dipole moment change we can explain the complicated change of work function induced by atomic oxygen adsorption．In addition, the interaction between O and Nb is analyzed by the surface atomic structure and electronic density of states．

Keywords:

作者及机构信息

1.
北京航空航天大学材料科学与工程学院, 北京 100191

基金项目: 国家自然科学基金 (批准号: 51071011) 资助的课题.

Authors and contacts

1.
School of Materials Science and Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China

Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 51071011).

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