H2分子在Li3N(100)表面吸附的第一性原理研究

采用第一性原理方法研究了H2分子在两种Li3N(100)晶面的表面吸附情况.通过研究Li3N(100)/H2体系的吸附位置、吸附能和电子结构,发现H2分子在Li3N(100)晶面主要是化学吸附,但也可以发生物理吸附.在表面终止原子为Li和N的Li3N(100)表面,吸附的最稳定结构中H2分子被解离,最终H原子分别趋于两个N原子的顶位,形成两个NH基,吸附能为5.157eV,属于强化学吸附|此时H2分子与Li3N(100)表面的相互作用主要源于H1s轨道与Li3N表层N原子的2s,2p轨道重叠杂化的贡献,且N—H键为共价键.在表面终止原子为Li的Li3N(100)表面,吸附的最稳定结构中H2分子也被解离,H原子趋于穴位,吸附能为2.464eV,也属于强化学吸附|此时Li和Ｈ之间为较强的离子键相互作用.