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金属氧化物簇是否需要加氢饱和边界？
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杨金龙老师的石墨条带模型用氢原子来饱和边界，这样做的合理性和必要性在哪里呢？有人解释是为了保持边界上C也是sp2杂化的状况（http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=4302791）。但是需要注意到，石墨烯中每个C原子还有一个2p电子在pie键上，而用来饱和的边界H原子时没有这样的pie电子的。这种偏差如何理解？ 我们在做金属氧化物的slab模型的时候，表面没有拿任何东西来饱和。slab面向真空一面的部分，为什么可以不考虑加H饱和？比如CeO2(111)。是不是因为其体相O和Ce配位数分别为4和8，在O-terminated的(111)面上，O和Ce配位数分别为3和7.变化本来就很小，完全不用H来饱和？ 注意到大连化物所李微雪他们science上的文章FeOx/Pt复合催化剂,其模型就是Pt(111)上附着单层FeOx条带，其边界上并没有用H来饱和。 那么，是不是说，远离体相特性的金属氧化物模型，比如二维单层膜，三维纳米粒子，二维片或无限长的条带，边界是否需要饱和要看其实际存在的状态？ 在研究金属氧化物簇的时候，如果是从金属氧化物块体中截取若干金属原子和氧原子来，是否需要添加H来饱和边界？ 说一个模型是合理的，怎么来判断？ 金属氧化物簇或其他低维模型方面，希望提供参考文献以供学习~ @fegg7502 @spur [ Last edited by cenwanglai on 2012-8-17 at 22:50 ] |
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cenwanglai: 金币+10, ★★★很有帮助, 谢谢回复~ 2012-08-18 09:35:29
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表面断键是否需要其它离子饱和的问题，1、看你的对比实验条件；2、从理论角度考虑断键是否对物质的电子结构带来很大影响。 如石墨烯吧，他的制备过程在液相，石墨烯边缘的断键肯定要和某离子结合的，酸性环境，H的可能性比较大，如果是硫酸，磺酸根离子也有的， 你说的这个“但是需要注意到，石墨烯中每个C原子还有一个2p电子在pie键上，而用来饱和的边界H原子时没有这样的pie电子的。这种偏差如何理解？”的问题，我觉得，你可以将石墨烯条带取的尽可能的宽，这样子边缘部分的电子结构对里面的电子结构影响的更小。如果直接考虑你说的这个问题的话，不知道用二价（Be）或者三价（B）的离子是否更合理?你可以试试呢？ 对于氧化物或金属表面的话，要看哪种金属，那种氧化物，具体的实验条件呢，Science的文章多半是跟高真空条件下的模型催化剂对比的，他们实验应该能检测到没有其余的离子，所以，这个不用任何离子饱和， 金属氧化物的表面，要看情况，好比氧化铝催化醇脱水吧，在空气气氛下很容易吸水，真是催化条件下表面被水覆盖的，所以计算要考虑各种水覆盖度的可能。 有的催化反应呢，真实条件下没有水，好比氧化镁催化甲烷活化，这个时候就不能考虑水覆盖了呢。 对于C、Si、P、N等，这些东一般形成共价键，断键对共价键的电子结构影响比较大，很多时候要考虑用某个东西给他们的断键饱和一下，典型的是分子筛的团簇模型 |
7楼2012-08-18 07:51:40
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fzx2008: 金币+3, 谢谢回帖！ 2012-08-17 16:59:15
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我认为加H饱和的原因是表面有未成对的电子，加赝H可以和表面的悬挂键形成体相的成键，这样表面就不会有能隙态了，然后就可以只关注其他的方面。但是加H钝化只适合共价晶体，因为共价晶体的表面的悬挂键上有未成对的电子，而离子晶体没有。举例来说，Ga-rich 的GaAs表面（理想的），Ga的悬挂键上有3/4个电子，那么就可以用有5/4个电子的赝H来钝化。在举例来说，研究HfO2的表面时，O终结的底面可以只留一半的O，就能做出一个绝缘的表面。是否合理的标准我认为可以做PDOS，看看钝化之后的表面是否会在BULK-LIKE 部分的能隙里存在表面态。 --以上纯属个人理解，如有错误，概不负责  |
2楼2012-08-17 16:14:40
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http://g.zhubajie.com/urllink.php?id=12713033xek5m47nyp7g269k 这个应该是最早提出来用赝H来饱和底面悬挂键的论文了，共价晶体用赝H来钝化表面悬挂键的例子很多的 |
4楼2012-08-17 16:43:17
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5楼2012-08-17 17:42:50
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