《物理評(píng)論快報(bào)》報(bào)道我校理論模擬研究重要進(jìn)展
時(shí)間：2021-04-06 10:48:29學(xué)院：化學(xué)與分子工程學(xué)院學(xué)校：華東理工大學(xué)
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近日，物理學(xué)權(quán)威期刊《Physical Review Letters》（《物理評(píng)論快報(bào)》）在線報(bào)道了我?；瘜W(xué)院計(jì)算化學(xué)中心龔學(xué)慶教授課題組的研究成果“Clustering of oxygen vacancies at CeO2(111): Critical role of hydroxyls”（Phys. Rew. Lett., 116, 086102 (2016)；文章鏈接http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.116.086102），該工作由博士生吳新平完成。
近20年來，許多實(shí)驗(yàn)學(xué)家利用掃描隧道顯微鏡（STM）及原子力顯微鏡（AFM）研究了稀土二氧化鈰（CeO2）（111）面上的表面氧缺陷結(jié)構(gòu)，觀測(cè)到高還原的CeO2(111)表面的氧缺陷有聚集傾向，并且主要以直線形和三角形為主。而諸多理論學(xué)家的計(jì)算結(jié)果卻與之相悖，指出氧缺陷之間存在“排斥作用”，傾向于單個(gè)存在，導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)與理論長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的爭(zhēng)論。龔學(xué)慶教授及其博士生吳新平利用密度泛函理論（DFT）計(jì)算，創(chuàng)新性地提出并證實(shí)一種令人意想不到的解釋模型，即材料當(dāng)中難以去除的羥基誘導(dǎo)了氧缺陷的聚集，能量上最優(yōu)及次優(yōu)的聚集形式恰好是直線形及三角形，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全吻合。該研究工作不僅化解了二氧化鈰表面氧缺陷結(jié)構(gòu)數(shù)十年來的爭(zhēng)論，并且更加規(guī)范了缺陷模型，同樣有助于研究其它可還原性金屬氧化物的缺陷結(jié)構(gòu)及其物化性質(zhì)。
二氧化鈰（111）表面氧空穴和羥基物種“互惠作用”示意圖
該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金“創(chuàng)新研究群體”以及“優(yōu)秀青年科學(xué)基金”項(xiàng)目的資助，前期工作也得到了盧冠忠教授領(lǐng)銜的“973”項(xiàng)目的支持。
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