O2、H2O、CH4、CO2 与 α-氧化铝表面相互作用的动力学路径：密度泛函紧密耦合法计算
材料科学
2025-02-19 v1
摘要
本研究考察了 O2、H2O、CH4 和 CO2 分子在氧化铝表面的吸附机制及其对电子性质的影响。我们采用量子-经典分子动力学模拟和自洽电荷密度泛函紧密耦合法（SCC-DFTB）方法动态建模这些机制。我们的结果揭示了 O、H 和 C 原子在 various 分子中与 α-氧化铝表面 Al 和 O 原子的结合路径。我们考察了几种吸附位点和分子取向，相对于以 Al 终端和 Ox 终端的氧化铝表面，发现最稳定的吸附态位于 Al 原子上方，而 Ox 终端状态位于氧原子上方，导致增强的光学吸附。CH4 解离为 CH2+H2 后与表面相互作用的结果是氢气产生成，但吸附率较低。而 O2 分子主要结合到 Al 原子，导致其他分子中最高的吸附率。我们的发现为理解氧化铝表面分子的吸附机制及其对电子性质的影响提供了重要见解。
引用
@article{arxiv.2502.13100,
title = {Dynamical pathways for the interaction of O2, H2O, CH4, and CO2 with a-alumina surfaces: Density functional tight-binding calculations},
author = {F. J. Dominguez-Gutierrez and Amil Aligayev and Wenyi Huo and Muralidhar Chourashiya and Qinqin Xu and Stefanos Papanikolaou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.13100},
year = {2025}
}