Au原子吸附對(duì)硅烯表面活性的影響.pdf

1、本文主要采用第一性原理密度泛函理論的計(jì)算方法，對(duì)硅烯的物理性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的理論研究。主要運(yùn)用VASP軟件模擬了Au吸附在硅烯上整個(gè)系統(tǒng)作為基底，研究其表面上吸附CO分子、O2分子、C原子、N原子、O原子的性質(zhì)與它們直接吸附在硅烯(silicene)的表面上進(jìn)行比較，得出Au吸附在硅烯上對(duì)其表面的活性的影響。
　　經(jīng)過模擬計(jì)算發(fā)現(xiàn)當(dāng)CO分子直接吸附在硅烯上時(shí)屬于物理吸附，CO與si原子不易成鍵;當(dāng)CO分子吸附在Au/silicene

2、基底上時(shí)屬于化學(xué)吸附，CO中的C原子與si原子結(jié)合成為了共價(jià)鍵。另外經(jīng)過計(jì)算發(fā)現(xiàn)當(dāng)O2分子直接吸附在硅烯上屬于化學(xué)吸附;當(dāng)O2分子吸附在Au/silicene基底上時(shí)同樣屬于化學(xué)吸附，但是吸附能減小了很多?？傊?，經(jīng)過比較CO、O2直接吸附在硅烯上以及吸附在Au/silicene基底上，發(fā)現(xiàn)當(dāng)Au原子吸附在硅烯上后，原來(lái)無(wú)法吸附在硅烯上的CO可以被吸附在Au/silicene基底上。說明Au可以使得一些原本不能被吸附的分子被吸附在Au/s

3、ilicene表面上，比如CO。同時(shí)發(fā)現(xiàn)Au/Silicene基底在作為CO氧化物的高活性催化劑方面具有可行性，能夠在低溫下催化CO氧化物方面開辟一條新道路。
　　另外，經(jīng)過計(jì)算發(fā)現(xiàn)C、N、O三種非金屬原子分別吸附在硅烯上與分別吸附在Au/silicene基底上相比較時(shí)它們的吸附能減小了。這說明了Au原子吸附在硅烯上以后，硅原子和C、N、O三種原子分別作用成為了相互之間作用比較強(qiáng)的共價(jià)鍵。同時(shí)C、N、O三種非金屬原子分別吸附在硅烯

4、上以及Au/silicene基底上上時(shí)最穩(wěn)定吸附位置基本相同。C原子在硅烯及Au/silicene基底上最穩(wěn)定的吸附位在項(xiàng)位，N、O原子在硅烯及Au/silieene基底上最穩(wěn)定的吸附位在橋位。當(dāng)硅烯吸附C原子、N原子時(shí)，硅烯的金屬性由原來(lái)的零帶隙半導(dǎo)體特性變?yōu)閷?dǎo)體性，帶隙增大了很多。但是當(dāng)硅烯吸附O原子后，硅烯的金屬性卻并沒有發(fā)生變化，吸附O原子后的系統(tǒng)與本征硅烯的金屬性相同仍然為零帶隙的半導(dǎo)體。當(dāng)Au/silicene基底吸附C原子

5、、N原子、O原子時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的金屬性與本征硅烯的金屬性相比較時(shí)全部都發(fā)生了變化。Au/silicene基底吸附C原子、N原子、O原子后，整個(gè)系統(tǒng)全部都變?yōu)閷?dǎo)體，帶隙增寬了很多?？傊?，由以上分析我們可以得出結(jié)論，經(jīng)過比較C原子、N原子、O原子直接吸附在硅烯上與吸附在Au/silicene基底上，發(fā)現(xiàn)當(dāng)Au原子吸附在硅烯上后，原來(lái)吸附在硅烯上的C原子、N原子、O原子的吸附能相比較于吸附在Au/silicene基底上吸附能降低了。同時(shí)我們還發(fā)