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 Chen Wu;Zhang Hengquan;Ye Xiaofeng;Zeng Jing;Xiao Hongxing;Zhou Mengbing

作者机构：中国核动力研究设计院成都610213 

出 版 物：《核动力工程》 (Nuclear Power Engineering)

年 卷 期：2020年第41卷第2期

页      面：22-26页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0827[工学-核科学与技术] 082701[工学-核能科学与工程] 0703[理学-化学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

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

摘      要：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。