Cu吸附ZnO(10ī0)非极性表面的第一原理计算  

First-principle Study of the Cu-adsorbed ZnO(10ī0) Non-polar Surface

作　　者：刘亚明[1] 侯振雨[2] 崔小敏[1] 张文庆 路战胜[3] 

机构地区：[1]河南科技学院机电学院,河南新乡453003 [2]河南科技学院化学化工学院,河南新乡453003 [3]河南师范大学物理与信息工程学院,河南新乡453007

出　　处：《河南师范大学学报（自然科学版）》2012年第5期42-46,共5页Journal of Henan Normal University(Natural Science Edition)

基　　金：河南省教育厅科技攻关计划项目(2011B140008);河南省基础与前沿项目(102300410128)

摘　　要：采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法,计算并分析了Cu在ZnO(10ī0)表面的吸附.通过分析比较不同吸附位的吸附能,最稳定位的差分电荷密度和态密度,发现:1)Ot位的吸附最稳定,ZnBri位置处是亚稳态吸附;亚稳态的ZnBri位吸附极易受到微扰发生键断裂,使得该处吸附的Cu移到Ot或OBri位.与Olga Dulub的STM实验发现吻合很好.2)差分电荷密度图显示出Cu-O方向有明显的电荷转移,这是Cu与ZnO(10ī0)面有较强作用的主要原因.3)Cu原子的Ot位吸附改变了ZnO(10ī0)面的成键平衡,使得呈电中性的ZnO(10ī0)面出现活跃的金属态,这应该就是Cu/ZnO吸附体系具有很强催化活性的根本原因.The Cu-adsorbed ZnO（10ī0）surface was investigated by using the first-principles plane-wave pseudopotential method based on density functional theory.Analyzing and comparing the adsorption energy of the different adsorbed-site,the charge density difference（CDD） and the density of states（DOS） of the most stabled adsorbed-site,we found：1） Adsorbing at the Ot site is the most stabled,and the ZnBri is the sub-stable site.A tiny disturbation easily broke the bond of the sub-stable state,and the adsorbed-Cu atom may move to the Ot or OBri site.It coincides well with the Olga Dulub’s STM results.2） CDD shows obviously charge trasferation along the Cu-O orientation,which mainly dues to the strong interaction between the Cu and the ZnO（10ī0） surface.3） Adsorbing at the Ot site,the bonding-balance of the ZnO（10ī0） surface was broken,and active metallic states appeared at the charge-neutral ZnO（10ī0） surface.These may be fundamental reasons why Cu/ZnO adsorbed system is highly active.

关 键 词：Cu吸附 ZnO(10ī0)非极性表面 催化活性 

分 类 号：O472[理学—半导体物理]