金属表面吸附团簇自扩散动力学研究

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我们使用原子嵌入势(Embeddedatommethod)来描述原子间的相互作用,研究了Pt(111)表面上吸附三聚物和六聚物的自扩散现象。结果显示,三聚物的扩散比较简单,包括整体平移扩散过程和旋转扩散过程,并且在扩散期间,三聚物一直保持着三角形结构。和三聚物扩散相比,六聚物的扩散更加丰富和复杂,除了占据主导的跳跃机制包括六聚物中单个原子的跳跃扩散,两原子剪切扩散和六原子的整体平移扩散外,也可以发生交换扩散。我们也模拟了Cu(111)表面上吸附三聚物和六聚物的自扩散,其原子间的相互作用用Rosato-Guillopé-Legrands势来描述,并且把其结果与Pt(111)表面上的比较,发现在这两表面上有许多不同的扩散特点:首先是,在Pt(111)表面上发现了交换扩散,并且交换扩散总是发生在吸附于A类台阶边沿的原子上,而Cu(111)表面没有发现交换扩散;其次是在铂六聚物的扩散中,单个吸附原子的跳跃和两原子剪切总是发生在吸附于B类台阶边沿的原子上,而在铜六聚物团簇的扩散中,单个吸附原子跳跃和剪切扩散没有明显的台阶边沿类型的倾向;再次在两个表面上都观察到了平行四边形团簇整体平移扩散的“各向异性”的特性,但是它们所偏好的方向(扩散通道)却是截然不同的。
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