Cu(100)表面c(2×2)-N原子结构与吸附行为研究

摘要

用密度泛函理论的总能计算研究了金属铜(100)面的表面原子结构以及氮原子的c(2×2)吸附状态.研究结果表明:在Cu(100)c(2×2)-N表面系统中,氮原子处于四度配位的空洞(FFH)位置,距离最表面铜原子层的垂直距离为0.20(A),最短的Cu-N键长度为1.83(A).结构优化的计算否定了被吸附物导致的表面再构模型,即c(2×2)元胞的两个铜原子在垂直于表面方向发生相对位移,一个铜原子运动到氮原子之上的模型.该吸附表面的功函数约为4.65 eV,氮原子的平均吸附能为4.92 eV(以孤立氮原子为能量参考点).计算结果还说明,Cu-N杂化形成的表面局域态的位置在费米面以下约1.0 eV附近出现,氮原子和第一层以及第二层铜原子均有不同程度的杂化作用.该结果为最近有关该表面的STM图像的争论提供了判据性的第一性原理计算结果.