第一性原理方法探讨氮气在UO2(111)表面的吸附行为

聂锦兰; 敖蕾; 刘柯钊; 黄河

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第一性原理方法探讨氮气在UO2(111)表面的吸附行为

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采用第一性原理计算模拟方法对氮气分子及原子在UO2(111)表面的吸附行为进行了系统的研究.计算结果表明,N2在UO2(111)表面倾向于以分子吸附的形式存在,其最稳定的吸附构型为分子中心位于氧原子项部或三重洞位的情形.两种构型下的N-N键的两端均指向相邻的另外两个高对称吸附位置.对于氮原子的表面吸附,发现其位于第二子层的铀原子的上方时最为稳定,吸附能为-4.792 eV,为较强的化学吸附.而对次表面吸附的考察发现,氮原予嵌入最外氧原子层时的稳定性高于表面上吸附的情形.态密度分析表明,对于氮原子吸附,N 2p与U 5f电子态在费米能级附近有非常明显的轨道杂化,表明氮原子主要与铀原子发生了化学作用,N-U键存在共价成分.

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来源
《材料导报》 |2015年第20期|140-143|共4页
作者
聂锦兰; 敖蕾; 刘柯钊; 黄河;
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作者单位

电子科技大学物理电子学院,成都610054;

电子科技大学物理电子学院,成都610054;

表面物理与化学重点实验室,绵阳621907;

表面物理与化学重点实验室,绵阳621907;

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正文语种 chi
中图分类凝聚态物理学;
关键词
第一性原理; 二氧化铀; 腐蚀防护; 表面吸附;

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