乙炔在Ge(001)表面吸附的反应路径

采用第一性原理方法研究了乙炔分子在Ge(001)表面的吸附反应. 通过系统考察0.5 和1.0 ML覆盖度时形成di-σ和end-bridge构型的反应路径, 研究在表面形成di-σ和paired-end-bridge 构型的反应几率. 除了表面反应以外, 本文还涉及了亚表层Ge 原子参与的吸附反应, 乙炔在亚表层原子上吸附形成的亚稳态结构sub-di-σ, 是形成end-bridge 结构的第二条途径, 此反应机理对于表面吸附结构的形成起重要的作用. 与乙炔分子不同的是, 表面以下原子参与时乙烯分子的吸附反应为吸热反应. 综合热力学和动力学的分析表明,paired-end-bridge 构型是乙炔分子吸附的主要构型, 此结论解释了乙炔分子在Ge(001)表面吸附构型的实验结果. 对于乙烯和乙炔两分子在Ge(001)表面吸附的分析比较揭示了导致两者之间差异的原因.