α-铁晶面上碳亚单层的从头算研究
化学物理
2015-05-19 v1
摘要
受近期关于从大过渡金属纳米颗粒生长碳纳米管的原位研究的启发，我们使用从头算方法研究了不同碳浓度下各种α-铁（铁素体）晶面。所研究的(110)、(100)和(111)晶面在碳浓度变化时表现出定性不同的行为。特别地，吸附的碳原子在(110)晶面上相互排斥，导致碳二聚体和石墨材料的形成。碳在(100)晶面上在约0.5单层浓度下形成稳定结构，而在1.0单层时，由于顶层铁原子的受挫，该晶面变得不稳定。(111)晶面的稳定性受吸附碳量的影响较弱，并且随着碳浓度的增加，其相对于(100)晶面的稳定性进一步增强。碳原子在(111)晶面的表面和次表面区域之间的交换比其他晶面更容易，并且碳二聚体的形成是放热的。这些发现与近期一项原位实验研究一致，该研究将石墨烯修饰的(111)晶面的存在与碳浓度的增加联系起来。
引用
@article{arxiv.1006.3187,
title = {Sub-monolayers of carbon on alpha-iron facets: an ab-initio study},
author = {S. Riikonen and A. V. Krasheninnikov and R. M. Nieminen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1006.3187},
year = {2015}
}