H原子在Zr(0001)表面吸附的第一性原理研究

作者：陈雾; 张恒泉; 叶晓凤; 曾静; 肖红星; 周猛兵

来源：核动力工程, 2020, 41(02): 22-26.

DOI：10.13832/j.jnpe.2020.02.0022

• Zr-H系统
• 表面吸附
• 密度泛函理论(DFT)
• 电子结构
• 吸附机理

结合蒙特卡洛(MC)模拟和第一性原理密度泛函理论(DFT)方法,从Zr-H体系微观结构、吸附概率、吸附能、Mulliken电荷布居数以及电子态密度等方面对H原子在α-Zr(0001)表面的吸附位点和吸附机理等进行计算分析。结果表明:H原子在Zr(0001)表面首先产生物理吸附,然后由物理吸附转变为化学吸附,吸附过程中电荷不断由Zr(0001)表面原子向H原子转移,最后趋于稳定。另外,稳定吸附后的H原子直接与Zr(0001)表面最表层原子生成化学键,且主要由H(s)、Zr(s)和Zr(d)轨道的电子态做贡献。综合分析得到H原子在Zr(0001)表面的吸附位点优先级顺序为密排六方间隙位(hcp位)>面心立方间隙位(fcc位)>桥位(bridge位),顶位(top位)不会产生吸附。

• 单位
  中国核动力研究设计院