A density-functional theory study on the influence of the oxygen pressure and temperature on the steichiometry and properties of metaloxide surfaces considering as example: magnetite Fe3O4(001)

以磁铁矿 Fe3O4(001) 为例，研究氧分压和温度对金属氧化物表面化学计量和性能影响的密度泛函理论研究

• 批准号: 5383501
• 负责人: Professorin Dr. Rossitza Pentcheva
• 金额: --
• 依托单位: CENIDE - Center for Nanointegration
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2001-12-31 至 2008-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5383501?language=en
• 关键词: density; functional; theory; study; influence

Die Terminierung eines zweikomponentigen Materials ist eine fundamentale Eigenschaft, die wichtige Konsequenzen für die Oberflächenreaktivität, die mechanischen und magnetischen Eigenschaften hat. Für die Magnetit Fe3O4(001)-Oberfläche sind präparationsbedingt mehrere verschiedene Rekonstruktionen experimentell beobachtet worden. Die Struktur und Stöchiometrie der Oberfläche ist bisher nicht eindeutig geklärt und es fehlt eine zuverlässige Bestimmung der Bindungslängen und des Bindungszustandes der Fe-Atome in den Oberflächenschichten. In diesem Projekt soll mittels Dichtefunktionaltheorie (DFT)-Rechnungen die Komposition und Struktur der Fe3O4(001)-Oberflächen in Abhängigkeit des Sauerstoffpartialdrucks und der Temperatur erstmalig systematisch untersucht werden und ein (T,p)-Phasendiagramm erstellt werden. Insbesondere soll die Synergie zwischen theoretischen (DFT-Rechnungen) und experimentellen Methoden (LEED-Analyse) genutzt werden, um die Daten aus einer kürzlich abgeschlossenen Röntgenstrukturanalyse der sqrt(2)xsqrt(2)45°-Rekonstruktion zu überprüfen und die Bindungslängen des vorliegenden Systems mit hoher Genauigkeit zu ermitteln. Anschließend soll geklärt werden, welche Rolle die Adsorption von Wasserstoff auf der Oberfläche und die Ausbildung von Hydroxylgruppen auf die Stabilisierung der Oberflächenterminierung spielt.

Die Terminierung eines zweikomponentigen Materials ist eine fundamentale Eigenschaft，die wichtige Konsequenzen für die Oberflächenreaktivität，die mechanischen und magnetischen Eigenschaften hat. Für die Magnetit Fe3O4（001）-Oberfläche sind preäparationsbedingt mehrere versatiedene Rekonstruktionen experimentell beobachtet沃登. Die Struktur und Stöchiometrie der Oberfläche ist bisher nicht eindeutig geklärt und es fehlt eine zuverläsestimmung der Bindungslängen und des Bindungszustandes der Fe-Atome in den Oberflächenschichten.在本课题中，采用DFT方法研究了Fe_3O_4（001）在烧结部分介质中的成分和结构，并对烧结温度系统进行了韦尔登，得到了一个（T，p）相平衡韦尔登。通过韦尔登的协同理论（DFT-Rechnungen）和实验方法（LEED-Analyse），对sqrt（2）xsqrt（2）45°-Reconstruktion的一个简单的Röntgenstrukturanalysis数据进行了分析。固定韦尔登，以及在上部填料上的吸附作用和在上部填料上的稳定性对羟基组的促进作用。