ZnO[0001]表面及其氢吸附性能的第一性原理研究

采用密度泛函理框架下的第一性原理方法,计算了ZnO0001]两种富裕表面吸附H的电子态密度和吸附能,探究了电子态密度和吸附能随表面厚度变化规律。结果表明,对于Zn富裕和O富裕的表面,随着表面层数的增加,费米能级附近的电子态密度变化很小,说明在一定范围内,增加吸附表面的厚度,对吸附性能的改善很小。Zn富裕表面吸附氢后,电子态密度主峰约向低能方向移动1eV,而强度变化不明显。而对于O富裕的表面,吸附H后,费米能级附近的电子态密度发生明显变化,导电能力增强,说明O富裕的表面对H具有较强的吸附能力。吸附能与层数之间的关系曲线表明:对于Zn富裕的表面,随着层数的增加,吸附能变化较小,分别为-0.37374eV和-0.37488eV,而O富裕的表面,吸附能变化较明显,从-0.32806eV到-0.48497eV,说明O富裕的表面,随着表面层数的增加,对H的吸附能力增强。