H,原子在过渡金属表面吸附能的规则性O.pdfVIP

第 38卷 第 2期 物 理 学 报 Vo1．38，№ ．2 1989年 2月 AC lA pH fS A SIN IC^ Feb．， I989 H，O原子在过渡金属表面吸附能的规则性 范希庆 申三国张德萱 (郑 州 大 学 物 理 系) I988年 4月 4日收到 用 ^1hn“’的简化d带模型描教过渡金属的表面电子志，用广义相薛待 算哆附厦子在 表面的吸时能．结果表明，不仅很好地描绘了H，。在一个周期的过渡金属表面吸附能的 变化趋势 且昕算得的驶附原子感应的分离能毁也同紫外光发射谱的实验符合得很好；同时 还指出，简单气体在过渡金属表面的吸附能呈现规贝性变化 主要决定于费密能级 与吸附 原子的有效能级 之差 (EP一 日。)，其次是转移矩阵元 和能带宽度 ． 一 ， 引 言 自从 Toyashima和 Somorjai口 汇集的简单气体在一个周期的过渡金属表面 上吸附 能呈现粗略的趋势以来 ，为揭露其物理基础，一直是表面科学 中感兴趣的课题之一 ． Va rmR和 Wilson 最先用局域轨道态密度方法 ，定性地说 明了 H，O 在过渡金属表面吸 附能的趋势 ，井指 出这种趋势应归结于过渡金属的最基本的参数． 稍 后 Baetzold 用 LCAO—MO 方法对H在过渡金属表面的吸附能趋势怍 了一 般性 分 析 ；Nordlander 等 人 和 Chakraborty 等人 分别用有效介质理论讨论 了 H，o 在过渡金属表面的吸附 能的趋势 ，并指 出决定这种趋势的主要 因素是吸附原子与过渡金属的 d带相互作用 ． 本文试 图从能带的观 点来理解简单气体在过渡金属表面上化学吸附能的变 化 趋 势． 为突出吸附体系的基本因素，我们用 Allan的简化 d带模型来描叙表面 电子态，用广 义 相移法计算吸附原子与过渡金属表面的相互作用能．最后，讨论 H，O在过渡金属表面 吸附能规则变化的物理基础． 二、模型和理论公式 清洁表面上吸附一个原子的体系，其单 电子的有效哈密顿量可写为 日一 H + V ， 一 H|+ Ha， f1) 式中 日。， 分别为半无穷晶体和吸附原子的有效哈密顿量， “为吸附原子与表面的相 互作用势．假定电子 占据吸附原子的外层各轨道的几率是等同的 ，并用一个有效轨道 I) 来描述，其能量为 6。；在我们所考虑的对顶吸附情况下，过渡金属表面原子的 轨道 是 重要的，也用有效轨道 I1)来近似描述，则有 H 一6．14口I V“一 (I1)4I+ la {)， (2) 式 中 为吸附原子与过渡金属原子的有效轨道之 间的转移矩 阵元． 2期 范希庆等：[-I+O 原子在过渡金属表面吸附能的规则性 和H的格林函数为 G )一 (3) G(E)一 i ． (4) — Dyson方程给出， G一 (1一 GoV“) G ． (5) 微扰 从 甩 谱中感应的共振态能级和局域态能级 由下式决定：