H2O 在 TiO2 和 TiO2:Y 表面的分子吸附
材料科学
2026-01-07 v1
摘要
本 work 采用密度泛函理论（DFT）框架进行理论计算，考虑了色散 VDW 相互作用，研究了水分子与 TiO2 表面在 various configurations 中的吸附和相互作用过程。 在原子/分子层面，研究了水分子与 TiO2 表面在 various orientations 下的相互作用。 DFT+VDW 计算结果表明，单分子水在基板表面不同初始位置的吸附能范围为 -0.72 到 -0.84 eV，最稳定的吸附结构为 TiO2+ H2O 系统，即当水分子平行于 Y 轴吸附时发生。由于在 Y 轴平行吸附 H2O 时，氧化钛钙的能带结构出现有利影响：一方面能隙减小至 2.59 eV，另一方面在能隙中出现一个能量贡献为 0.17 eV 的新能态。当水分子以 2.12 Å 与钛原子相互作用并垂直于表面排列时发生吸附。
引用
@article{arxiv.2601.02431,
title = {Molecular Adsorption of H2O on TiO2 and TiO2:Y Surfaces},
author = {Dilshod Nematov and Khilmirzo Kholmurodov and Mirzoaziz Husenzoda and Andrey Lyubchyk and Amondulloi Burhonzoda},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.02431},
year = {2026}
}