金属表面上原子纳米结构的静电势

物质的离散与电荷分离特性——电子与原子核——导致了在纳米结构中普遍存在的局部静电场，这些场由其形状、材料和环境决定。这类场在催化、纳米电子学和量子纳米科学中具有重要意义，随着相关器件尺寸达到几纳米量级，对其控制将变得更加关键。表面平均技术仅能提供对单个纳米结构及其周围电位的有限实验访问。在此，我们使用扫描量子点显微镜研究纳米结构逐个原子构建时电势的演化。我们对Ag(111)上的Ag和Au原子的吸附原子、链和团簇上的电势进行成像，并量化了它们的表面偶极矩。通过关注总电荷密度，这些数据为ab initio计算建立了新的基准。事实上，我们的密度泛函理论计算不仅与实验表现出惊人的一致性，还允许对偶极形成背后的机制、其对基本原子性质及纳米结构原子构型的依赖性进行更深入的分析。这使我们能够构建关于偶极形成基本机制的直观图像，从而为未来纳米尺度系统（如单原子催化剂）的设计提供更好的选择。