刘新
,
孟长功
,
刘长厚
金属学报
NiTi形状记忆合金是一种广泛使用的生物医学材料，表面形成的氧化膜是其具有良好生物相容性的基础。大量实验表明氧分子在NiTi合金表面的吸附是其形成氧化膜的关键。本文采用密度泛函方法应用赝势基组对NiTi合金（100）表面的电子结构以及氧分子的吸附和解离过程进行了系统研究。结果表明，Ti原子裸露表面比Ni原子裸露表面反应活性高，O2吸附为活化解离吸附，顶位吸附结构最不稳定，易向桥位或洞位吸附转化，桥位吸附对应的吸附结构最为稳定。态密度分析和结构分析表明，O原子与表面的相互作用主要是由O原子价轨道和NiTi合金杂化表面轨道贡献。
关键词:
NiTi形状记忆合金
,
surface adsorption
,
oxygen molecule
许立宁
,
王兴
,
常炜
,
路民旭
腐蚀与防护
利用分子动力学（MD）方法分别研究了5种苯并咪唑类化合物：苯并咪唑（BIM），2-丙基苯并咪唑（2-PBIM），2-戊基苯并咪唑（2-ABIM），2-己基苯并咪唑（2-HBIM）以及2-对氯苄基苯并咪唑（2-C1-BBIM）在铁表面的吸附行为。同时利用腐蚀失重法、极化曲线等方法测试缓蚀效率。结果表明，计算得出的5种缓蚀剂吸附能大小排序为：BIM％2-PBIM％2-ABIM％2-HBIM％2-C1-BBIM，与失重法得出的缓蚀效率排序-致。径向分布函数分析表明，5种缓蚀剂都能与铁表面形成化学吸附。
关键词:
分子动力学
,
苯并咪唑
,
铁
,
表面吸附
,
缓蚀机理
,
吸附能
,
径向分布函数
江健
,
杜梅芳
,
李明强
,
周磊
,
乌晓江
,
张忠孝
材料导报
通过第一性原理(First principles)的密度泛函理论,利用Material studio的CASTEP模块,计算了不同覆盖度下Na盐在NiO涂层表面不同吸附位的吸附结构、吸附能、差分电荷密度及局域态密度,从原子层面研究通过铁基材料表面Ni涂层减轻结渣的机理.由表面吸附的分析可知,Na在涂层NiO(111)面的吸附稳定位为洞位;由差分电荷密度分析可知,涂层水冷壁表面发生的煤灰粘结过程主要是物理吸附过程;由洞位局域态密度分析可知,计算模型越接近实际模型,Na3s轨道和Ni3d轨道反键态电子越多,成键态电子越少,平均成键电子数越少,Na与Ni之间的相互作用越弱,导致吸附能数值减小,从而说明通过Ni涂层技术可以大大减轻Na盐结渣.
关键词:
表面吸附
,
覆盖度
,
NiO(111)面
,
第一性原理
任元
,
张超
,
刘学杰
,
谭心
,
魏怀
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.05.018
针对 Nb-Si-N 纳米复合薄膜在沉积过程中各原子的成核过程和生长取向,采用基于密度泛函理论(DFT)第一性原理超软赝势平面波计算方法分别计算了Nb、Si、N各单原子在NbN(001)表面6个对称位的吸附作用和迁移过程.吸附作用的计算获得各原子的势能面,其中Nb 在NbN(001)表面最低能量位置为HL位,N、Si 最低能量位置处于 HL 位与 TopN 位之间.势能面计算结果确定各单原子在 NbN(001)表面迁移的路径分别为,Nb 原子和 Si 原子均为从 TopN位置迁移到 HL 位置；N 原子分别从 TopNb 位置和TopN-HL位置迁移到 HL 位置.Nb、Si、N 各单原子在NbN(001)表面迁移激活能分别为0．32,0．69和1．32 eV.
关键词:
Nb-Si-N
,
表面吸附
,
表面迁移
,
密度泛函计算
聂锦兰
,
敖蕾
,
刘柯钊
,
黄河
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.20.029
采用第一性原理计算模拟方法对氮气分子及原子在UO2(111)表面的吸附行为进行了系统的研究.计算结果表明,N2在UO2(111)表面倾向于以分子吸附的形式存在,其最稳定的吸附构型为分子中心位于氧原子项部或三重洞位的情形.两种构型下的N-N键的两端均指向相邻的另外两个高对称吸附位置.对于氮原子的表面吸附,发现其位于第二子层的铀原子的上方时最为稳定,吸附能为-4.792 eV,为较强的化学吸附.而对次表面吸附的考察发现,氮原予嵌入最外氧原子层时的稳定性高于表面上吸附的情形.态密度分析表明,对于氮原子吸附,N 2p与U 5f电子态在费米能级附近有非常明显的轨道杂化,表明氮原子主要与铀原子发生了化学作用,N-U键存在共价成分.
关键词:
第一性原理
,
二氧化铀
,
腐蚀防护
,
表面吸附
杨绍斌
,
李思南
,
唐树伟
,
沈丁
,
毛永强
,
陈跃辉
人工晶体学报
采用基于密度泛函的色散修正方法研究了Li、Na、K、Rb吸附在单空位缺陷(SV)双层石墨烯(BLG)表面的体系,对吸附体系的晶体结构、吸附能、电荷转移、扩散行为和电子结构进行了计算和分析.结果表明,碱金属原子更容易吸附在缺陷区域空位上方;使BLG平均层间距减少了0.0100～0.0137 nm;吸附体系的Bader电荷、电荷密度差分和电子结构的计算结果表明,碱金属原子与BLG之间结合属于离子键.通过计算扩散能垒发现,脱离缺陷所需激活能比朝向缺陷扩散的能垒大0.300～0.640 eV,表明SV缺陷能够捕获Li、Na、K、Rb原子.
关键词:
双层石墨烯
,
缺陷
,
碱金属
,
第一性原理
,
表面吸附
左朝朝
,
左然
,
童玉珍
,
张国义
人工晶体学报
采用基于密度泛函理论的Materials Studio中的CASTEP模块,对金属有机物气相外延MOVPE生长m面GaN薄膜的表面反应前体的吸附过程进行研究.针对吸附粒子GaCH3和NH3在m面GaN表面不同的初始吸附位,优化计算了GaCH3和NH3在表面的吸附能、与近邻原子的距离、态密度、电荷密度分布、电子布居.计算结果表明,GaCH3在表面Ga brg2位优化之后的位置最稳定,吸附能最低,GaCH3中的Ga原子与表面邻近的N原子、Ga原子分别形成Ga-N、Ga-Ga共价键.NH3在表面N brg2位最稳定,吸附能最低,NH3中的N原子与表面邻近的Ga原子形成N-Ga共价键.通过对比在最佳吸附位的MMG中的Ga原子和NH3中的N原子与表面原子的电荷分布情况和布居数,证明上述吸附粒子与表面确实存在共价作用,形成共价键.
关键词:
m面GaN
,
MOVPE
,
表面吸附
,
密度泛函理论
唐斌龙
,
张红
,
左然
人工晶体学报
利用量子化学计算方法,对MOVPE生长GaN薄膜的表面反应进行研究.特别针对反应前体GaCH3(简称MMG)在理想、H覆盖和NH2覆盖GaN(0001)面的吸附和扩散进行计算分析.通过建立3×3 超晶胞模型,优化计算了MMG在三种不同覆盖表面的稳定吸附位、吸附能和电子布居,搜寻了MMG在稳定吸附位之间的扩散能垒.计算结果表明:对于三种表面,MMG的稳定吸附位均为T4位和H3位,H3位比T4位略微稳定.MMG在NH2覆盖表面吸附能最大,在H覆盖表面吸附能最小,在理想表面吸附能居中.MMG中的Ga与不同的表面原子形成的化学键的键强的大小顺序为:Ga-N>Ga-Ga>Ga-H.相比于理想表面和H覆盖表面,MMG在NH2覆盖表面的扩散能垒最大,因此表面过量的NH2会抑制MMG的扩散.
关键词:
GaN
,
MOVPE
,
表面吸附
,
表面扩散
