缺陷与掺杂金刚石表面上单金属原子的稳定性
材料科学
2023-06-13 v1 计算物理
摘要
多晶硼掺杂金刚石 (BDD) 被广泛用作电化学中的工作电极材料，其稳定性等特性使其成为电催化应用纳米结构的有吸引力的载体材料。近期实验表明，电沉积可在 BDD 表面产生稳定的小纳米团簇甚至单金属吸附原子。我们利用密度泛函理论研究了吸附于 BDD 表面原子模型上的单金属原子的吸附能与动力学稳定性。该表面模型使用杂化量子/分子力学嵌入技术构建，并基于氧终止的金刚石 (110) 表面。我们使用杂化量子力学/分子力学方法评估不同密度泛函近似预测原始与缺陷表面吸附结构、能量及扩散势垒的能力。我们发现表面缺陷（空位与表面掺杂剂）在空位位点强烈锚定金属吸附原子。我们进一步研究了金属吸附原子的热稳定性，揭示出远离空位位点的横向扩散伴随高势垒。该结果为实验所成像的 BDD 上单金属吸附原子的高稳定性提供了解释，并为研究金属表面沉积早期成核阶段提供了起点。
引用
@article{arxiv.2306.06274,
title = {Stability of Single Metal Atoms on Defective and Doped Diamond Surfaces},
author = {Shayantan Chaudhuri and Andrew J. Logsdail and Reinhard J. Maurer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.06274},
year = {2023}
}
备注
53 pages, 14 figures