論文の概要: Atomic Resonant Tunneling in the Surface Diffusion of H Atoms on Pt(111)

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.12717v4
• Date: Mon, 25 Jan 2021 10:38:11 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-04 11:42:17.237119
• Title: Atomic Resonant Tunneling in the Surface Diffusion of H Atoms on Pt(111)
• Title（参考訳）: Pt(111)上のH原子の表面拡散における原子共鳴トンネル
• Authors: Cheng Bi and Yong Yang
• Abstract要約: 我々は、表面電位場を横断するH転移の量子確率を数値計算する。 Hを含む表面反応における核量子効果(NQEs)の役割について検討した。 アレニウス型関係が適用される障壁交差過程に対しては、非ゼロ温度の温度定数の極限が存在することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.662998956108236
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The quantum motions of hydrogen (H) atoms play an important role in the dynamical properties and functionalities of condensed phase materials as well as biological systems. In this work, based on the transfer matrix method and first-principles calculations, we study the dynamics of H atoms on Pt(111) surface and numerically calculate the quantum probability of H transferring across the surface potential fields. Atomic resonant tunneling (ART) is demonstrated along a number of diffusion pathways. Owing to resonant tunneling, anomalous rate of transfer is predicted for H diffusion along certain path at low temperatures.The role of nuclear quantum effects (NQEs) on the surface reactions involving H is investigated, by analyzing the probabilities of barrier-crossing. The effective barrier is significantly reduced due to quantum tunneling, and decreases monotonically with temperature within a certain region. For barrier-crossing processes where the Arrhenius type relation applies, we show the existence of a nonzero low-temperature limit of rate constant, which indicates the nontrivial activity of H-involved reactions at cryogenic conditions.
• Abstract（参考訳）: 水素(H)原子の量子運動は、凝縮した相物質の動的性質と機能、および生物学的システムにおいて重要な役割を果たす。 本研究では, 遷移行列法と第一原理計算に基づいて, Pt(111)表面上のH原子の力学を解析し, 表面電位場を横断するH原子の量子確率を数値計算する。 原子共鳴トンネル(ART)は多くの拡散経路に沿って示される。 共鳴トンネル法により, 低温におけるH拡散の異常速度を予測し, Hを含む表面反応における核量子効果(NQEs)の役割について, バリアクロスの可能性を解析して検討した。 有効障壁は量子トンネルにより著しく減少し、特定の領域内の温度とともに単調に減少する。 arrhenius型関係が適用される障壁交差過程について, 低温条件下でのh-誘導反応の非自明な活性を示す速度定数の非零低温極限の存在を示す。

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