Cu(001)表面CO吸附单层结构和电子态的第一性原理研究

摘要

用密度泛函理论(DFT)研究了Cu(001)表面CO吸附单层的表面性质.总能计算结果表明,顶位结构总能最低,相应位置的CO分子吸附能最大.谷位吸附结构的衬底原子层间距相对于清洁表面的膨胀量约为10%,从而导致了谷位吸附的不稳定性.在顶位、桥位和谷位三个吸附结构中,C和Cu原子之间的距离dC-Cu分别为0.1868、0.1975和0.2231 nm,对应的CO分子键长为0.1154、0.1165和0.1175 nm.计算了CO分子的态密度(DOS).结果表明,衬底与分子的作用主要是分子和金属轨道的杂化.在吸附过程中,电荷主要从碳原子的s轨道向p轨道转移.在顶位、桥位和谷位吸附结构中,每个碳原子内电荷的转移量分别为0.45e、0.54e和0.55e.衬底向吸附分子的电荷转移量不大,CO吸附分子层为一绝缘层.