Au(110)表面結(jié)構(gòu)和氧原子吸附的第一性原理研究*

王芒芒 寧 華 陶向明 譚明秋

(浙江大學(xué)物理系，杭州 310027)(2010年4月18日收到;2010年6月24日收到修改稿)

Au(110)表面結(jié)構(gòu)和氧原子吸附的第一性原理研究*

王芒芒 寧 華 陶向明 譚明秋

(浙江大學(xué)物理系，杭州 310027)(2010年4月18日收到;2010年6月24日收到修改稿)

用密度泛函理論(DFT)研究了金屬Au(110)表面結(jié)構(gòu)以及氧原子的吸附狀態(tài).計(jì)算得到Au(110)-(1×2)缺列再構(gòu)表面原子的弛豫分別是 －15.0%(Δd12/d0)和 －1.1%(Δd23/d0)，表面能為52.7 meV/2，功函數(shù) Φ =5.00 eV;Au(110)-(1×3)缺列再構(gòu)表面的 Δd12/d0= －20.5%，Δd23/d0=+2.7%，表面能 53.4 meV/2，Φ =4.98 eV.計(jì)算模擬了它們的STM圖像并記錄了STM針尖的起伏變化.研究發(fā)現(xiàn)Au(110)-p(1×1)和p(1×2)再構(gòu)表面的氧吸附，在高覆蓋下各吸附位置的吸附能值均為負(fù)值，發(fā)生的吸附可視為吸熱過程.說明Au(110)表面基本上與氧不發(fā)生吸附和反應(yīng)，具有很高的化學(xué)惰性.

缺列再構(gòu)Au(110)表面，STM圖像，氧原子吸附

PACS:73.20.－ r，68.35.－ p，68.37.Ef，68.43.Fg

1.引 言

通常我們認(rèn)為貴金屬金具有化學(xué)惰性，在空氣中很難被氧化.但是實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)粉末狀的金顆粒，在低溫下一氧化碳氧化以及其它催化反應(yīng)，如乙炔氫氯化反應(yīng)中，卻表現(xiàn)出非常活躍的催化性質(zhì)［1，2］.Haruta等人［3］第一次指出金催化CO氧化的溫度甚至可以低達(dá)70 K就可以發(fā)生.特別是金在 TiO2，α-Fe2O3和Co3O4中，顯示出非?；钴S的低溫催化特性［4］.而對(duì)這些反應(yīng)的第一性原理研究還是比較少的.因此對(duì)金表面以及有關(guān)吸附問題在固體表面物理和化學(xué)的研究中具有重要的意義.

Sault等人［5］研究了壓強(qiáng)為 1400 Torr(1 Torr=1.33322×102Pa)，溫度處于300至500 K時(shí) O2吸附于Au(110)-(1×2)(缺列再構(gòu))表面的情況，結(jié)果沒有觀察到任何游離氧吸附.為了產(chǎn)生化學(xué)吸附氧，采用了很多方法，如熱解離［5，6］，氧離子噴射［7］和微波放電［8］等.Gottfried 等人［9—11］通過電子炮轟氧分子物理吸附層，在 Au(110)-(1×2)上產(chǎn)生了化學(xué)吸附氧.現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn) Au(110)-(1×2)表面將會(huì)經(jīng)歷兩次相變——在 T=650 K時(shí)，發(fā)生易興(Ising)相變，在此過程中會(huì)有表面解構(gòu);在 T=700 K時(shí)［12，13］發(fā)生三維粗糙化相變，將伴隨著二維表面解構(gòu).此外，在清潔表面會(huì)發(fā)生更深的缺列(第二層原子缺失)和(1×3)周期性的表面再構(gòu)［14，15］，而且在 350 K 時(shí)，此再構(gòu)表面會(huì)穩(wěn)定增長(zhǎng)［14］.通過高溫掃描隧道顯微鏡(STM)［15，16］證實(shí)Au(110)-(1×3)穩(wěn)定增長(zhǎng)的溫度可達(dá)500 K.在Au(110)缺列表面的重構(gòu)推動(dòng)力的研究中，發(fā)現(xiàn)金的重構(gòu)趨向與5d金屬銥(Ir)和鉑(Pt)一樣，與相對(duì)論效應(yīng)有關(guān)［17］.另外，也有人認(rèn)為金的相對(duì)論性質(zhì)［18，19］可能與表面重構(gòu)的共同起源和金鏈結(jié)構(gòu)的形成有關(guān)［20，21］.最近，一些研究表明，氧不僅穩(wěn)定了Au納米鏈的形成，而且顯著提高了銀鏈的形成穩(wěn)定性.

最近Landmann等人［22］在理論上比較系統(tǒng)地研究了Au(110)-(1×r)(r=1—3)表面結(jié)構(gòu)和不同氧覆蓋度下的能量，得到如下結(jié)論:表面能大小排列順序缺列再構(gòu)的表面能最小;在氧吸附中，高氧覆蓋下，吸附能值均為負(fù)，只有在低氧覆蓋下，短橋位(short bridge，SB)和贗三度對(duì)稱位(pesudothreefold，PT1)的吸附能值出現(xiàn)正值.贗三度對(duì)稱位的吸附能相較短橋位的吸附能大.另外，他們還研究了 Au(110)-(1×r)表面上鏈狀 Au-O結(jié)構(gòu)［23］，發(fā)現(xiàn)在 Au(110)表面最穩(wěn)定氧吸附的兩種不同的鏈狀結(jié)構(gòu)——對(duì)稱和非對(duì)稱Au-O鏈結(jié)構(gòu).基于原子熱力學(xué)理論，在Au(110)-(1×2)重構(gòu)表面上，這兩種結(jié)構(gòu)都非常穩(wěn)定;而在(1×3)表面上，非對(duì)稱鏈在低氧化學(xué)勢(shì)情況下，變得穩(wěn)定.

在本文中，我們將采用第一性原理研究 Au(110)-p(1×2)和p(1×3)缺列再構(gòu)表面的弛豫特性、功函數(shù)，表面能和STM圖像等，以及 Au(110)-p(1×1)和p(1×2)再構(gòu)表面的氧吸附情況.

2.計(jì)算方法

我們的密度泛函總能計(jì)算是在 Perdew，Burke和Ernzerhof提出的廣義梯度近似(GGA)［24］下進(jìn)行的，使用了維也納從頭計(jì)算模擬程序包［25］(Vienna ab initio simulation package，VASP).VASP 是一個(gè)進(jìn)行第一性原理的量子力學(xué)分子動(dòng)力學(xué)模擬的復(fù)合程序包，采用超軟贗勢(shì)(ultrasoft pseudopotential，USPP)［26］或投影子綴加平面波(projector-augmented wave，PAW)［27］并以平面波為基函數(shù)進(jìn)行總能和電子結(jié)構(gòu)的計(jì)算.這是一個(gè)高效的平面波贗勢(shì)程序包，被廣泛應(yīng)用于表面的原子核電子結(jié)構(gòu)的計(jì)算［28］.本文在計(jì)算中采用了 VASP 版本［29］的 USPP勢(shì).我們?cè)谘芯?Au(110)-(1×2)缺列再構(gòu)的表面性質(zhì)時(shí)，選用了七層 Au(110)原子層構(gòu)成層晶(slab)結(jié)構(gòu)來模擬表面，其中六層是基底金原子，最上面一層是表面金原子.表面另外一邊的四層作為襯底是固定的，而其余的三層在結(jié)構(gòu)優(yōu)化計(jì)算中是可以變化的，用來模擬表面原子的弛豫.計(jì)算 Au(110)-(1×3)結(jié)構(gòu)時(shí)，slab選用八層原子來模擬，底下五層是固定的，頂部三層原子是弛豫的.在z方向周期性排列的相鄰slab之間留有厚度超過1.0 nm的真空區(qū)域，以避免層晶之間的干擾，而實(shí)際做STM圖像模擬時(shí)，需要增大這個(gè)距離以保證針尖處的局域電荷密度值來源于它最近的表面.我們對(duì)這些設(shè)置進(jìn)行了必要的數(shù)值檢驗(yàn)，結(jié)果表明這個(gè)結(jié)構(gòu)模型足以保證計(jì)算的精確度，又不至于使計(jì)算量過于龐大.在本次計(jì)算中，金的晶體結(jié)構(gòu)參數(shù)用上述VASP代碼進(jìn)行優(yōu)化，得到 a=4.176 ，比實(shí)驗(yàn)值4.078［30］大了約 2.4%.

Au(110)-(1×2)的計(jì)算采用了28×10×1的布里淵區(qū)(BZ)網(wǎng)格，用 Monkhorst-Pack(MP)方案［31］自動(dòng)產(chǎn)生的不可約K∥點(diǎn)數(shù)目為70.而對(duì)于Au(110)-(1×3)的計(jì)算，采用了14×4×1的k空間網(wǎng)格密度.原子平衡位置的搜索使用了 Hellman-Feynman力的共軛梯度(CG)算法［32］，結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的總能收斂判據(jù)為10－6eV，Hellman-Feyman原子力的收斂判據(jù)為10－2eV/ ，平面波展開的截止能量為250.0 eV.在有關(guān)氧原子吸附的計(jì)算中，平面波展開的截止能量被設(shè)置為500.0 eV.

在考慮Au(110)表面的氧吸附時(shí)，對(duì)于p(1×1)結(jié)構(gòu)，用于表面計(jì)算的 slab選用七層Au(110)原子層構(gòu)成，對(duì)于p(1×2)缺列再構(gòu)結(jié)構(gòu)，slab選用八層Au(110)原子層，底下四層固定.我們是以1/2O2為基準(zhǔn)的.我們計(jì)算得到的氧分子中每個(gè)氧原子的結(jié)合能為 1/2EO2=2.81 eV，氧分子的鍵長(zhǎng) r0=1.40 ，與 實(shí) 驗(yàn) 值 1/2EO2=2.56 eV［33］，r0=1.21［34］基本相符.

3.計(jì)算結(jié)果及分析

3.1.清潔Au(110)的表面性質(zhì)

我們計(jì)算了 Au(110)，p(1×2)和 p(1×3)表面缺列再構(gòu)的原子位置的弛豫特性、表面能和功函數(shù)，并與其他理論計(jì)算結(jié)果做了對(duì)比(見表1).它們的原子結(jié)構(gòu)示意圖見圖1.計(jì)算弛豫清潔表面的表面能σ的公式計(jì)算如下:

其中 Ebulk，Erelaxed和 Efixed分別是固體中每個(gè)金原子的總能，弛豫表面和非弛豫表面的總能.A是一個(gè)slab元胞的表面積.本工作中，Au(110)-(1×2)結(jié)構(gòu)的 N=12，p(1×3)結(jié)構(gòu)的 N=18.Au(110)-(1×2)缺列再構(gòu)表面的弛豫結(jié)果為 Δd12=－0.22 ，Δd23= －0.02 ，與文獻(xiàn)［22］，X-ray和 LEIS相比，有一定差距，Δd12的差距值為0.1 和0.07 .但是我們計(jì)算得到的 Δd12=－0.22 ，與 LEIS(Δd12=－ 0.20)［36］，MEIS(Δd12= － 0.26)［37］和 LEED(Δd12=－0.22)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更符合.Au(110)-(1×3)缺列再構(gòu)表面弛豫結(jié)果為 Δd12=－0.29 ，Δd23=+0.03 ，與文獻(xiàn)［22］的計(jì)算結(jié)果較為接近，與MEIS(Δd12= － 0.32)［40］更為接近.Au(110)-(1 ×2)，Au(110)-(1×3)缺列再構(gòu)表面的表面能分別為σrelaxed=52.7 meV/2，σrelaxed=53.4 meV/2.用 PE實(shí)驗(yàn)得到Au(110)的功函數(shù)Φ=5.37 eV.可以看到本文研究得到的Au(110)-(1×2)和(1×3)表面功函數(shù)計(jì)算結(jié)果分為5.00 eV和4.98 eV，與PE實(shí)驗(yàn) 得到的結(jié)果較相近.

表1 清潔Au(110)-(1×2)表面的弛豫特性、表面能和功函數(shù)的比較

圖1 (a)Au(110)-(1×2)缺列再構(gòu)的俯視圖(［1］方向上，表層原子缺失一列);(b)Au(110)-(1×3)缺列再構(gòu)的俯視圖(［1 10］方向上，表層原子缺失兩列，第二層原子缺失一列).顏色越深表示原子層越深

3.2.Au(110)表面 p(1×2)和 p(1×3)結(jié)構(gòu)的STM模擬圖像

STM圖像計(jì)算的一般理論有Tersoff和Hamann［41］提出.隨著第一性原理計(jì)算方法的不斷改進(jìn)和提高，已經(jīng)有可能在密度泛函理論計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上對(duì)STM圖像直接進(jìn)行計(jì)算，有關(guān)細(xì)節(jié)可以參閱文獻(xiàn)［42］.根據(jù)這個(gè)方法，我們計(jì)算了Cu(100)c(2×2)/N表面的 STM的線掃描(line scan)的形貌圖，得出了和實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常一致的起伏高度［43］，從而圓滿地解決了有關(guān)表面原子結(jié)構(gòu)問題的實(shí)驗(yàn)分歧.

圖2 STM模擬圖像 (a)針尖高度=3.0 ，Vbias=－0.1 V;(b)針尖高度=5.0 ，Vbias=－0.1 V

圖3 Au(110)-(1×2)缺列再構(gòu)表面的STM模擬圖像 (a)STM形貌圖;(b)5.0 針尖高度幾種偏壓下的線掃描

利用上面描述的方法，計(jì)算了在不同偏壓 V下，針尖相對(duì)于表面Au原子高度為 h時(shí)，Au(110)-(1×2)(h=5.0 )和 p(1×3)(h=3.0 )缺列再構(gòu)結(jié)構(gòu)的 STM圖像，主要結(jié)果在圖3，4中給出.在STM圖像計(jì)算中，需要考慮到STM針尖附近的空間電荷密度，而這個(gè)位置往往距離表面5.0 左右.而在Au(110)-(1×3)缺列再構(gòu)結(jié)構(gòu)中，針尖高度設(shè)置為3.0 ，我們是將表面原子看成是吸附物，襯底相當(dāng)于是第三層原子層.如果將針尖高度仍舊設(shè)置成5.0 左右，即從表面原子開始算起，我們得到的STM模擬圖像如圖2(b)所示，圖像異常.這是因?yàn)獒樇馓?，探測(cè)不到 Au(110)-(1×3)缺列再構(gòu)結(jié)構(gòu)中較低層的原子.

所有的偏壓以樣品上所加偏壓為準(zhǔn)，這樣負(fù)偏壓測(cè)量到的是樣品的電子占據(jù)態(tài)的性質(zhì).相應(yīng)的，樣品正偏壓表示電子從針尖流向襯底，此時(shí)探測(cè)到的是樣品中未占據(jù)的空態(tài)性質(zhì).圖中黑色區(qū)域代表針尖起伏比較低的位置，白色區(qū)域表示針尖起伏高的位置.通過計(jì)算偏壓Vbias在－1.0到－0.1 V范圍內(nèi)(電子占據(jù)態(tài))，圖3(a)和圖4(a)中Au(110)-(1×2)和Au(110)-(1×3)缺列再構(gòu)表面的STM形貌圖顯示出亮斑形成帶狀條紋，而兩個(gè)亮條紋之間有一個(gè)暗條紋，彼此間隔排列.這是由于［10］方向的原子的缺失，從而形成間隔的亮暗帶狀條紋.對(duì)比兩者STM形貌圖，可以看到 Au(110)-(1×3)的STM圖像中暗條紋比較寬，這是因?yàn)?p(1×3)在［10］方向上，表層缺失兩列原子，次表層缺失一列原子.我們?cè)谟?jì)算模擬STM圖像時(shí)，也模擬記錄了STM針尖的起伏變化，見圖3(b)和圖4(b).在［10］方向上的槽溝，表示這列原子的缺失，與STM形貌圖是穩(wěn)和的.圖5給出了 Au(110)-(1×2)和Au(110)-(1×3)，在不同偏壓下的 STM掃描時(shí)針尖最大起伏和偏壓的關(guān)系.Au(110)-(1×2)針尖最大起伏高度大約在0.904—0.948 之間，Au(110)-(1×3)針尖最大起伏高度大約在1.596—1.777 之間，兩者波動(dòng)不大.與STM掃描的針尖起伏相比，表2中Au(110)-(1×2)和Au(110)-(1×3)缺列再構(gòu)表面的缺列深度，與STM掃描的針尖起伏相比較大.這是因?yàn)镾TM探測(cè)到的是表面原子的電荷密度，而不是真實(shí)的原子表面，同時(shí)由于原子缺列，電荷密度重新分布.事實(shí)上，有時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況判斷，我們組曾做過吸附 Ag(100)表面時(shí)的STM模擬圖像，發(fā)現(xiàn)在缺列再構(gòu)模型下，表面上被吸附的氧原子在STM掃描下表現(xiàn)為透明的［44］.我們希望，以上STM圖像的模擬研究為實(shí)驗(yàn)工作者提供了一定的圖像信息和理論支持.

3.3.Au(110)表面的氧原子吸附的第一性研究

在 Au(110)表面 p(1×1)結(jié)構(gòu)和 p(1×2)缺列再構(gòu)結(jié)構(gòu)吸附氧原子中，我們考慮了五種吸附位置:短橋位(short bridge，SB)，長(zhǎng)橋位(long bridge，LB)，頂位(top.TP)，谷位(hollow，HL)，贗三度對(duì)稱位(pseudothreefold，PT)，如圖6所示.計(jì)算吸附能采用了如下公式:

其中EO2是孤立氧分子的總能，EAu-O是 Au(110)表面吸附氧原子系統(tǒng)的總能.

如表3所示，各位置的吸附能值均為負(fù)值，我們將這種吸附看作是吸熱的過程.相反的，正的吸附能過程認(rèn)為放熱的過程.Au較于其他金屬(Cu［45］，Ag［44］和 Ir［46］)更難發(fā)生氧吸附.本文的計(jì)算表明，在目前覆蓋度的條件下，所有的氧原子吸附位置都是負(fù)吸附能(以氧分子作為參考點(diǎn))，說明氧原子的吸附不是一個(gè)可以從氧分子出發(fā)自發(fā)分解的過程.由于在0.5 ML覆蓋度下的PT1位置的吸附能的數(shù)值最小，說明這個(gè)位置的吸附在此覆蓋度下具有最大的吸附能.我們推測(cè)，在更低的氧原子覆蓋度下，這個(gè)位置的吸附能(相對(duì)于氧分子)可能變?yōu)檎?，那么氧分子自發(fā)分解的吸附最可能發(fā)生在這個(gè)位置，這與文獻(xiàn)［22］得出的結(jié)論一致.而且在文獻(xiàn)［22］中，已經(jīng)計(jì)算出在低氧覆蓋度下，SB和PT1的吸附能值最先出現(xiàn)正值.

圖4 Au(110)-(1×3)缺列再構(gòu)表面的STM模擬圖像 (a)STM形貌圖;(b)3.0 針尖高度幾種偏壓下的線掃

圖5 Au(110)-(1×2)針尖高度為5.0 ，Au(110)-(1×3)針尖高度為3.0 時(shí)，在不同偏壓下的STM掃描時(shí)針尖起伏和偏壓的關(guān)系

在上面的表格中，我們發(fā)現(xiàn)氧覆蓋度1.0 ML時(shí)的LB(1×1)位置有些異常，故研究了氧覆蓋為1.0 ML時(shí)，Au(110)-(1×1)表面的Au-O間距和原子位置弛豫情況(見表4).觀察表中數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，在LB(1×1)位置，氧原子會(huì)進(jìn)入到最表層和次表層之間，造成 Δd12/d0急劇膨脹，達(dá)到了 +46.6%(未吸附前，Δd12/d0=－12.5%)，這主要由于氧原子和金屬層之間的排斥作用造成的(見圖7)，也是使吸附能值出現(xiàn)異常的原因.

表2 Au(110)-(1×2)和Au(110)-(1×3)缺列再構(gòu)表面的缺列深度，hij表示從表面算起的第i和j層Au(110)面間距離

圖6 (a)Au(110)-(1×1)表面氧吸附位置;(b)Au(110)-(1×2)缺列再構(gòu)表面氧吸附位置

圖7 在 LB(1×1)位置，氧吸附 Au(110)面的原子結(jié)構(gòu)示意圖 (a)為正面圖;(b)為側(cè)面圖

表3 Au(110)-(1×1)表面(1.0 ML，0.5 ML)各位置的吸附能;Au(110)-(1×2)(0.5 ML)缺列再構(gòu)表面各位置的吸附能

表4 氧覆蓋度為1.0 ML時(shí)，Au(110)-(1×1)表面的Au-O間距和弛豫情況，hAu-O為吸附氧原子和第一層Au(110)面間的距離

4.結(jié) 論

用密度泛函理論和第一性原理總能計(jì)算研究了Au(110)表面p(1×2)和p(1×3)缺列再構(gòu)的表面弛豫，表面能，功函數(shù)以及STM模擬圖像;并且討論了p(1×1)和 p(1×2)結(jié)構(gòu)氧原子吸附問題.主要結(jié)果和結(jié)論如下:

1.Au(110)-(1×2)的外層表面間的弛豫分別是 －15.0%(Δd12/d0)和 －1.1%(Δd23/d0)，表面能σrelaxed=52.7 meV/2，功函數(shù) Φ =5.00 eV;相應(yīng)的，Au(110)-(1×3)的 Δd12/d0= －20.5%，Δd23/d0=+2.7% ，σrelaxed=53.4 meV/2，Φ =4.98 eV.

2.分別在不同偏壓和針尖高度下，計(jì)算得到了Au(110)-(1×2)和(1×3)缺列再構(gòu)表面的STM模擬圖像，并且獲得了恒流模式下的STM針尖起伏高度變化的模擬數(shù)據(jù).模擬計(jì)算表明，STM圖像中顯示亮斑帶狀條紋和暗條紋彼此間隔排列，這是由于［1］方向的原子的缺失.由 Au(110)-(1×2)和Au(110)-(1×3)缺列再構(gòu)表面的缺列深度比 STM掃描的針尖起伏都大些.

3.研究了Au(110)-(1×1)和(1×2)表面上，五個(gè)吸附位置:短橋位(short bridge，SB)，長(zhǎng)橋位(long bridge，LB)，頂位(top，TP)，谷位(hollow，HL)，贗三度對(duì)稱位(pseudo-threefold，PT)的氧吸附情況.在高氧覆蓋度下，各吸附位的吸附能值均為負(fù)值，吸附過程可視為為吸熱過程.我們推測(cè)，在低氧覆蓋度下，在PT1位置，可能會(huì)出現(xiàn)正的吸附能值，發(fā)生吸附是吸熱過程.在比較各位置的吸附能值時(shí)，發(fā)現(xiàn)LB(1×1)(氧覆蓋度為1.0 ML)位置的吸附能值異常，研究弛豫情況及氧原子和第一層Au(110)面間的距離時(shí)，發(fā)現(xiàn)氧原子進(jìn)入到最表層和次表層之間導(dǎo)致.所有的吸附能(以氧分子為參考點(diǎn))都是負(fù)值，說明氧原子在 Au(110)表面的吸附是不可能自發(fā)發(fā)生的，Au(110)表面對(duì)于氧的吸附具有很高的化學(xué)惰性.

本研究所包含的部分科學(xué)計(jì)算在浙江大學(xué)物理系物理實(shí)驗(yàn)中心的計(jì)算集群上進(jìn)行，特此致謝.

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Density-functional theory investigation of atomic geometry and oxygen adsorption of Au(110)surface*

Wang Mang-Mang Ning Hua Tao Xiang-Ming Tan Ming-Qiu
(Department of Physics，Zhejiang University，Hangzhou 310027，China)(Received 18 April 2010;revised manuscript received 24 June 2010)

We have performed density-functional theory calculations of the atomic structure and the oxygen adsorption properties of Au(110)surfaces.The relaxations of missing-row reconstructed Au(110)-(1×2)surface are calculated to be－15.0%(Δd12/d0)and －1.1%(Δd23/d0).The relevant surface energy and workfunction are calculated to be 52.7 meV/2and 5.00 eV，respectively.In the case of missing-row reconstructed Au(110)-(1×3)surface the surface atomic relaxations are calculated to be －20.5%(Δd12/d0)and+2.7%(Δd23/d0)which are quite differente from those of Au(110)-(1 ×2).However，in the later case，the surface energy and workfunction are found to be very close to those of missing-row reconstructed Au(110)-(1 ×2)surface，i.e.，53.4 meV/2and 4.98 eV.We have simulated the scanning tunneling microscope(STM)images of both reconstructed surfaces and found that the missing row exhibits a remarkable hollow in the STM morphology.The further calculation of oxygen adsorption on both surfaces reveals that the adsorption energies in these cases are negative.These results indicate that the Au(110)surface is free from oxygen adsorption and reaction，showing highly chemical inertia.

missing-row reconstructed Au(110)surface，STM image，oxygen adsorption

.E-mail:mqtan@zju.edu.cn

*浙江省教育廳科研項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào):Y200804278)資助的課題.

.E-mail:mqtan@zju.edu.cn

*Project supported by the Research Projects of Department of Education of Zhejiang Province(Grant No.Y200804278).

PACS:73.20.－ r，68.35.－ p，68.37.Ef，68.43.Fg