课题基金 / 基金详情

電極表面での吸着構造と電子移動に関する理論的研究

電極表面での吸着構造と電子移動に関する理論的研究
电极表面吸附结构与电子传递的理论研究
批准号：
10131213
负责人：
山下 晃一
金额：
$1.02万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
项目状态：
已结题
起止时间：
1998 至 --
来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10131213/
关键词：
密度汎関数法電場効果Pt電極表面吸着水分子プロトン移動反応プロトン化水分子外部電場吸着構造

项目摘要

项目成果

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中文摘要
翻译
密度汎関数法に外部電場を一電子演算子として導入し、Pt表面上における(1)水分子(一量体、二量体)の吸着構造、(2)吸着水分子間のプロトン移動反応、(3)プロトン化水分子の吸着構造、についての電場効果を検討した。<Pt(111)面上の水分子(一量体、二量体)の吸着構造> EF=0の場合、水分子の分子面がPt(111)面に対して平行から約16度ずれた構造をとり、相互作用が水分子の孤立電子対の方向に支配されていることがわかった。EF<0の場合、水素原子を上にした表面に垂直な構造が予想されるが、孤立電子対と表面の相互作用も加わって、平行から約41度ずれた構造となった。一方EF>0の場合は、電場の方向から予想されるように、酸素原子を上にした表面に垂直な構造が得られた。EF=0の場合に、水分子をもう一分子、最初の分子と水素結合を作るように吸着させると、最初に吸着していた水分子の分子面は表面にほぼ平行となった。<吸着水分子間のプロトン移動反応> 外部電場の方向により、プロトン移動のポテンシャル曲線は大きく影響され、二重井戸構造が消滅し、それぞれEF>0の場合はO1側に、EF<0の場合はO2側に最安定構造をもつ一重井戸構造となった。<プロトン化水分子の吸着構造> さらにプロトン移動により生成したプロトン化水分子(H_3O^+)の吸着構造を調べた。EF=0の場合は2つの水素原子を下にした吸着構造、EF<0の場合は、プロトン化水分子は吸着せず表面から脱離した。またEF>0の場合はプロトン化水分子から表面へのプロトン移動を起こした解離性吸着構造が得られた。以上の計算結果により外部電場下の場合、吸着水分子間のプロトン移動反応に加えて、プロトン化水分子から表面へのプロトン移動反応も重要な過程になりうることを示唆した。
英文摘要
密度汎関数法に外部電場を一電子演算子として導入し、Pt表面上における(1)水分子(一量体、二量体)の吸着構造、(2)吸着水分子間のプロトン移動反応、(3)プロトン化水分子の吸着構造、についての電場効果を検討した。<Pt(111)面上の水分子(一量体、二量体)の吸着構造> EF=0の場合、水分子の分子面がPt(111)面に対して平行から約16度ずれた構造をとり、相互作用が水分子の孤立電子対の方向に支配されていることがわかった。EF<0の場合、水素原子を上にした表面に垂直な構造が予想されるが、孤立電子対と表面の相互作用も加わって、平行から約41度ずれた構造となった。一方EF>0の場合は、電場の方向から予想されるように、酸素原子を上にした表面に垂直な構造が得られた。EF=0の場合に、水分子をもう一分子、最初の分子と水素結合を作るように吸着させると、最初に吸着していた水分子の分子面は表面にほぼ平行となった。<吸着水分子間のプロトン移動反応> 外部電場の方向により、プロトン移動のポテンシャル曲線は大きく影響され、二重井戸構造が消滅し、それぞれEF>0の場合はO1側に、EF<0の場合はO2側に最安定構造をもつ一重井戸構造となった。<プロトン化水分子の吸着構造> さらにプロトン移動により生成したプロトン化水分子(H_3O^+)の吸着構造を調べた。EF=0の場合は2つの水素原子を下にした吸着構造、EF<0の場合は、プロトン化水分子は吸着せず表面から脱離した。またEF>0の場合はプロトン化水分子から表面へのプロトン移動を起こした解離性吸着構造が得られた。以上の計算結果により外部電場下の場合、吸着水分子間のプロトン移動反応に加えて、プロトン化水分子から表面へのプロトン移動反応も重要な過程になりうることを示唆した。
期刊论文(6)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
K.Mishima: "Isomers and Transition States of the Na^+_4 Clusters" J.Phys.Chem.102. 3157-3161 (1998)
K.Mishima：“Na^_4 团簇的异构体和过渡态”J.Phys.Chem.102。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
K.Mishima: "A Theoretical Study on Quantum Control of Photodissociation and Photodesorption Dynamics by Featosecond Chirped Laser Pulses" J.Chem.Phys.(印刷中).
K. Mishima：“飞秒啁啾激光脉冲对光解离和光解吸动力学的量子控制的理论研究”J.Chem.Phys（正在出版）。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
M.Ehara: "Theoretical studies of the potential Energy Surface and Wavepacket Dynamics of the his System" Theor.Chem.Acc.(印刷中).
M.Ehara：“他的系统的势能面和波包动力学的理论研究”Theor.Chem.Acc.（正在出版）。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
K.Mishima: "A Theoretical study on Quantum Control of Photodissociation Dynamics by Ultrashort Chirped Laser Pulses" Int.J.Quant.Chem.(印刷中).
K. Mishima：“超短啁啾激光脉冲对光解离动力学的量子控制的理论研究”Int.J.Quant.Chem.（出版中）。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
共 6 条
    光エネルギー変換における光誘起キャリアのポーラロン伝導の分子論
    • 批准号：
      24K08356
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    • 资助金额：
      $3.0万
    • 财政年份：
      2024
    • 负责人：
      山下 晃一
    • 依托单位：
      Yokohama City University
    分権型教員人事の存立要件に関する日・米・英比較研究：教員集団への影響に着目して
    • 批准号：
      20H01628
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    • 资助金额：
      $9.24万
    • 财政年份：
      2020
    • 负责人：
      山下 晃一
    • 依托单位：
      Kobe University
    分子系と凝縮系における高精度計算のための長距離補正密度汎関数の開発
    • 批准号：
      09F09044
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for JSPS Fellows
    • 资助金额：
      $1.28万
    • 财政年份：
      2009
    • 负责人：
      山下 晃一
    • 依托单位：
      The University of Tokyo
    表面触媒反応における非断熱過程の第一原理計算
    • 批准号：
      19028014
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
    • 资助金额：
      $1.22万
    • 财政年份：
      2007
    • 负责人：
      山下 晃一
    • 依托单位：
      The University of Tokyo
    海外基金