C原子在Ni-Fe合金(111)表面的吸附与扩散研究

"C原子在Ni-Fe(111)合金表面上的吸附和扩散——密度泛函理论研究，由范琛、周兴贵、成洪业、朱贻安等人完成，发表在中国科技论文在线，探讨了C原子在Ni-Fe合金催化剂表面的行为，特别是Fe含量对C原子吸附和扩散的影响。" 在纳米碳纤维的生长过程中，C原子在催化剂表面的吸附和扩散起着至关重要的作用。这篇论文采用密度泛函理论(DFT)，具体是基于广义梯度近似(GGA)，来研究不同比例Ni-Fe(111)合金表面的C原子行为。密度泛函理论是一种强大的计算方法，能有效模拟材料的电子结构，预测其物理和化学性质。 研究发现，Fe元素的引入显著增强了C原子在催化剂表面的吸附能力。随着催化剂中Fe的比例增加，这种增强效应更为明显。这意味着Fe可以作为催化剂的一种有效改性剂，提高C原子的吸附效率，从而可能优化碳纳米纤维的生长过程。 此外，论文计算得出C原子在Ni-Fe合金表面的扩散活化能为0.28至0.45电子伏特(eV)，这个数值与先前报道的纯Ni(111)表面C原子的扩散活化能相近。这表明尽管Fe增强了C的吸附，但它对C原子的表面扩散影响较小，扩散过程基本保持不变。这为理解C原子在Ni-Fe合金表面动态行为提供了重要信息。 关键词包括：碳、吸附、扩散、镍、铁，这些关键词揭示了研究的核心内容。该研究的科学贡献在于通过理论计算揭示了合金成分变化如何影响C原子的行为，为设计更高效的碳纳米纤维生长催化剂提供了理论依据。 这篇论文通过DFT计算深入探讨了C原子在Ni-Fe(111)合金表面的吸附和扩散机制，为理解碳纳米纤维的合成机理提供了新的见解，并可能指导实际催化过程的优化。