H$_2$O 分子在 Al(111) 表面上的偏压依赖扩散
其他凝聚态物理
2021-06-09 v1 化学物理
摘要
我们通过第一性原理密度泛函理论研究了水分子在恒定偏压下的 Al(111) 电极表面上的扩散过程。为理解水在 Al(111) 上的扩散路径，我们计算了由微动弹性带法结合恒定电子化学势（constant-）方法所确定的最小能量路径（MEP）。模拟表明，水分子的 MEP、其吸附位点以及活化势垒都强烈依赖于所施加的偏压。这种水扩散过程对偏压的强烈依赖性与先前扫描隧道显微镜（STM）实验的结果高度吻合。理论与实验结果的一致意味着，对偏压的精确处理在理解电场与材料表面相互作用中起着重要作用。采用恒定总电子数（constant-）方案的扩散过程对比研究表明，分子偶极与电场之间缺乏强相互作用会导致对水在金属表面扩散方式的不同理解。所提出的 constant- 方案是一种在偏压下模拟反应的现实工具，不仅可用于 STM，也可用于电化学界面。
引用
@article{arxiv.2012.10090,
title = {Bias-dependent diffusion of H$_2$O molecules on an Al(111) surface},
author = {Satoshi Hagiwara and Chunping Hu and Satomichi Nishihara and Minoru Otani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.10090},
year = {2021}
}