小极化子与$\text{TiO}_\text{2}(110)$的两面性
材料科学
2020-03-11 v1 计算物理
摘要
极化子普遍存在于许多半导体中，并与光伏和异相催化材料的导电性和光学响应相关联，然而表面极化子如何影响吸附仍不清楚。在此，通过使用密度泛函理论模拟金红石型二氧化钛表面，我们揭示了小表面极化子对水吸附、解离和氢键的影响。一方面，此类极化子的存在显著抑制了直接键合在极化子位点上的水分子的解离。另一方面，极化子促进了水在某些非极化子位点的解离。此外，极化子增强了氢键，这反过来又影响了氢键覆盖层结构中的水解离。这项研究揭示了金红石表面的极化子对水吸附、解离和氢键具有复杂、多方面的影响，突显了极化子对此类表面上水结构和动力学的重要性。我们预期，这里识别出的表面极化子的许多物理特性将更普遍地适用于除二氧化钛之外能够容纳小极化子的表面和界面。
引用
@article{arxiv.1908.08008,
title = {Small polarons and the Janus nature of $\text{TiO}_\text{2}(110)$},
author = {Ji Chen and Christopher Penschke and Ali Alavi and Angelos Michaelides},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.08008},
year = {2020}
}