确定热电子耗散对金属表面分子散射实验的影响
材料科学
2020-12-10 v3 化学物理
摘要
在金属表面热驱动与光驱动化学中，电子与原子在可比能量和时间尺度上的协同运动所产生的非绝热效应无处不在。受激（热）电子可通过贡献于态依赖的反应概率而可测量地影响分子-金属反应。NO 在 Au(111) 上的振动态对态散射是这方面研究最多的例子之一，为发展各种非绝热理论提供了试验场。该系统常被引为电子摩擦理论失效的首要例证，电子摩擦理论是一种高效模型，用于描述因金属中热电子产生而对金属吸附分子施加的耗散力。然而，与实验相比的确切失效及其理论根源在任何系统中都尚未确立，因为动力学性质受到诸多叠加的模拟误差影响，其中非绝热处理的质量仅是其中之一。我们使用电子结构理论的高维机器学习表示来最小化量子化学带来的误差。这使我们能对非绝边分子动力学在描述 NO 在 Au(111) 上振动态对态散射中的表现进行全面的定量分析，并直接与绝热结果比较。我们发现电子摩擦理论准确预测了弹性与单量子能量损失，但低估了多量子能量损失，并高估了高振动激发下的分子捕获。我们的分析揭示，多量子能量损失有可能在摩擦理论框架内补救，而对捕获的高估则构成电子摩擦理论的真正失效。解决催化与表面化学中动力学过程的这一高估将需要更精细的理论。
引用
@article{arxiv.2010.05325,
title = {Determining the effect of hot electron dissipation on molecular scattering experiments at metal surfaces},
author = {Connor L. Box and Yaolong Zhang and Rongrong Yin and Bin Jiang and Reinhard J. Maurer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.05325},
year = {2020}
}
备注
32 pages; includes supplemental material