Адсорбция Au на W(100): расчет
Ю.А. Кузнецов, М.Н. Лапушкин
ФГБУН «Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук»
DOI: 10.26456/pcascnn/2024.16.501
Оригинальная статья
Аннотация: Методом функционала плотности проведен расчет адсорбции атомов золота на поверхности грани (100) вольфрама. В качестве подложки вольфрама была использовался 2D-слой атомов W. 2D-слой W моделировался суперъячейкой W(100) 2×2×2. Расчет проводился для трех мест адсорбции атома Au на поверхности W(100): в ямочной позиции, в мостиковой позиции между поверхностными атомами W и над поверхностным атомом W. Один атом Au приходился на 8 поверхностных атомов W. Наиболее предпочтительно адсорбция атома Au в мостиковой позиции. Энергия адсорбции равна 4,18 эВ. Адсорбция атомов Au приводит к следующей реконструкции поверхности W: сдвиг атомов W в плоскости поверхности не превышает 0,18 Å, а сдвиг верхнего слоя атомов W составляет величину 0,022 Å в сторону объема W. Валентная зона 2D-слоя W(100) сформирована в основном W 5d электронами, с незначительным вкладом W 6s электронов. Адсорбция золота приводит к изменению спектра валентной зоны поверхностного слоя W.
Ключевые слова: электронная структура, адсорбция, интерфейс, золото, вольфрам
- Кузнецов Юрий Александрович – научный сотрудник, ФГБУН «Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук»
- Лапушкин Михаил Николаевич – к.ф.-м.н., доцент по специальности, старший научный сотрудник, ФГБУН «Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук»
Ссылка на статью:
Кузнецов, Ю.А. Адсорбция Au на W(100): расчет / Ю.А. Кузнецов, М.Н. Лапушкин // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2024. — Вып. 16. — С. 501-509. DOI: 10.26456/pcascnn/2024.16.501.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Herrera, R.P. Main avenues in gold coordination chemistry / R.P. Herrera, M.C. Gimeno // Chemical Reviews. – 2021. – V. 121. – I. 14. – P. 8311-8363. DOI: 10.1021/acs.chemrev.0c00930.
2. Dahan, K.A. Recent progress of gold nanostructures and their applications / K.A. Dahan, Y. Li, J. Xu, C. Kan // Physical Chemistry Chemical Physics. – 2023. – V. 25. – I. 28. – P. 18545-18576. DOI: 10.1039/D3CP01549A.
3. Ghobashy, M. Gold nanoparticles in microelectronics advancements and biomedical applications / M.M. Ghobashy, S.A. Alkhursani, H.A. Alqahtani et al. // Materials Science and Engineering: B. – 2024. – V. 301. – Art. № 117191. – 37 p. DOI: 10.1016/j.mseb.2024.117191.
4. Кузнецов, Ю.А. Электронно-стимулированная десорбция атомов калия, адсорбированных на поверхности золота / Ю.А. Кузнецов, М.Н. Лапушкин // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2020. – Вып. 12. – С. 836-844. DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.836.
5. Dementev, P.A. Effect of sodium atom adsorption on the electronic structure of a thin gold film / P.A. Dementev, E.V. Dementeva, M.N. Lapushkin, S.N. Timoshnev // Thin Solid Films. – 2024. – V. 794. – Art. № 140291. – 9 p. DOI: 10.1016/j.tsf.2024.140291.
6. Bauer, E. Thermal desorption of metals from tungsten single crystal surfaces / E. Bauer, F. Bonczek, H. Poppa, G. Todd // Surface Science. – 1975. – V. 53. – I. 1. – P. 87-109. DOI: 10.1016/0039-6028(75)90118-1.
7. Агеев, В.Н. Начальные стадии взаимодействия натрия и цезия с золотом / В.Н. Агеев, Е.Ю. Афанасьева // Физика твердого тела. – 2006. – Т. 48. – №. 12. – С. 2217-2222.
8. Афанасьева, Е.Ю. Адсорбция золота на окисленном вольфраме / Е.Ю. Афанасьева // Журнал технической физики. – 2013. – Т. 83. – №. 6. – С. 17-22.
9. Bauer, E. The adsorption and early stages of condensation of Ag and Au on W single‐crystal surfaces / E. Bauer, F. Bonczek, H. Poppa, G. Todd // Journal of Applied Physics. – 1977. – V. 48. – I. 9. – P. 3773-3787. DOI: 10.1063/1.324245.
10. Wertheim, G.K. Properties of epitaxial Au on W (100) / G.K. Wertheim, D.N.E. Buchanan, V. Lee // Physical Review B. – 1986. – V. 34. – I. 10. – P. 6869-6873. DOI: 10.1103/PhysRevB.34.6869.
11. Zhu, Q. Adsorption of precious and coinage metals on Rh (111), Ru (0001) and W (110) surfaces / Q. Zhu, S. Wang //Applied Surface Science. – 2017. – V. 410. – P. 282-290. DOI: 10.1016/j.apsusc.2017.03.121.
12. Giannozzi, P. QUANTUM ESPRESSO: a modular and open-source software project for quantum simulations of materials / P. Giannozzi, S. Baroni, N. Bonini // Journal of Physics: Condensed Matter. – 2009. – V. 21. – №. 39. – Art. № 395502. – 19 p. DOI: 10.1088/0953- 8984/21/39/395502.
13. Perdew, J.P. Generalized gradient approximation made simple / J.P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof // Physical Review Letters. – 1996. – V. 77. – I. 18. – P. 3865-3868. DOI: 10.1103/physrevlett.77.3865.
14. Troullier, N. Efficient pseudopotentials for plane-wave calculations / N. Troullier, J.L. Martins // Physical Review B. – 1991. – V. 43. – I. 3. – P. 1993-2006. DOI: 10.1103/physrevb.43.1993.
15. Nishihara, S. BURAI 1.3 A GUI of Quantum ESPRESSO / S. Nishihara. – Режим доступа: www.url: https://nisihara.wixsite.com/burai. – 27.07.2024.
16. Bader, R.F.W. A quantum theory of molecular structure and its applications / R.F.W. Bader // Chemical Reviews. – 1991. – V. 91. – I. 5. – P. 893-928. DOI: 10.1021/cr00005a013.
17. Wang, H.Y. First-principles study on stability and electronic properties of W (001), W (110) and W (111) surfaces / H.Y. Wang, N. Wang, S. Zhang et al. // Surface and Coatings Technology. – 2013. – V. 229. – P. 55-59. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2012.05.096.
18. Wimmer, E. All-electron local-density theory of alkali-metal bonding on transition-metal surfaces: Cs on W(001) / E. Wimmer, A.J. Freeman, J.R. Hiskes, A. M. Karo // Physical Review B. – 1983. – V. 28. – I. 6. – P. 3074-3091. DOI: 10.1103/PhysRevB.28.3074.
19. Yakovkin, I.N. DFT and Monte Carlo study of the W (001) surface reconstruction / I.N. Yakovkin, I.I. Yakovkin, N.V. Petrova // The European Physical Journal B. – 2017. – V. 90. – I. 1. – P. 1-11. DOI: 10.1140/epjb/e2017-80107-7.
20. Krupski, K. Structure determination of Au on Pt (111) surface: LEED, STM and DFT study / K .Krupski, M. Moors, P. Jóźwik et al. // Materials. – 2015. – V. 8. – I. 6. – P. 2935-2952. DOI: 10.3390/ma8062935.