論文の概要: Activated Dissociation of H2 on Cu(001): The Role of Quantum Tunneling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.06157v3
• Date: Sat, 3 Jun 2023 00:29:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-07 04:03:53.812755
• Title: Activated Dissociation of H2 on Cu(001): The Role of Quantum Tunneling
• Title（参考訳）: Cu(001)上のH2の活性化解離 : 量子トンネルの役割
• Authors: Xiaofan Yu, Yangwu Tong, and Yong Yang
• Abstract要約: Cu(001)表面上のH2分子の活性化と解離が理論的に研究されている。 基質CuからH2への電子移動は、活性化、H-H結合の破壊、Cu-H結合の形成において重要な役割を果たす。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.4720733818216343
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The activation and dissociation of H2 molecules on Cu(001) surface is studied theoretically. The activation barrier for the dissociation of H2 on Cu(001) is determined by first-principles calculations to be ~ 0.59 eV in height. Electron transfer from the substrate Cu to H2 plays a key role in the activation, breaking of the H-H bond and the formation of the Cu-H bonds. At around the critical height of bond breaking, two stationary states are identified, which correspond respectively to the molecular and dissociative state. Using the transfer matrix method, we are able to study the role of quantum tunneling in the dissociation process along the minimum energy pathway (MEP), which is found to be significant at room temperature and below. At given temperatures, the tunneling contributions from the translational and vibrational motions of H2 are quantified for the dissociation process. Within a wide range of temperatures, the effects of quantum tunneling on the effective barriers of dissociation and the rate constants are revealed. The deduced energetic parameters associated with thermal equilibrium and non-equilibrium (molecular beam) conditions are comparable with experimental data. In the low-temperature region, crossover from classical to quantum regime is identified.
• Abstract（参考訳）: Cu(001)表面上のH2分子の活性化と解離が理論的に研究されている。 Cu(001)上のH2の解離の活性化障壁は、第一原理計算により、高さ0.59 eVと決定される。 基質CuからH2への電子移動は、活性化、H-H結合の破壊、Cu-H結合の形成において重要な役割を果たす。 結合破壊の臨界高度付近では、2つの定常状態が同定され、それぞれ分子状態と解離状態に対応する。 移動マトリクス法を用いて, 室温以下では有意な最小エネルギー経路(mep)に沿った解離過程における量子トンネルの役割を調べることができる。 所定の温度では、H2の翻訳運動と振動運動からのトンネルの寄与を解離過程のために定量化する。 幅広い温度範囲で、量子トンネル効果が解離の有効障壁と速度定数に及ぼす影響が明らかにされる。 熱平衡および非平衡(分子ビーム)条件に関連した推定エネルギーパラメータは、実験データに匹敵する。 低温領域では、古典状態から量子状態へのクロスオーバーが特定される。

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