Моделирование адсорбции простых газов на поверхности переходных металлов (Обзор) - Петрова, Н.В.; Яковкин, И.Н.; Птушинский, Ю.Г. (Физика низких температур, 2005)
Представлены результаты по моделированию адсорбции газов на поверхности переходных
металлов. Основное внимание уделяется адсорбции водорода на поверхности (110) W и Мо,
структурам и кинетике адсорбции кислорода и СО на поверхности Pt(111) и каталитической
реакции окисления СО. Выбор этих систем обусловлен не только практической важностью
и фундаментальным интересом, но и тем, что для них, с помощью метода Монте-Карло, удалось
достигнуть существенного прогресса в понимании процессов адсорбции и формирования
структур пленок. Одним из главных условий при моделировании формирования структур адсорбированных
пленок является адекватный учет латерального взаимодействия между адсорбированными
молекулами, которое включает в себя как прямое взаимодействие (электростатическое
и обменное), так и непрямое (через электроны подложки). Так, именно правильное
описание латерального взаимодействия при моделировании позволило объяснить механизм
формирования структур пленок СО на платине. В то же время сложность взаимодействия между
адсорбированными атомами является причиной отсутствия, на сегодняшний день, непротиворечивой
модели формирования структуры кислорода на поверхности платины. Можно надеяться,
что в скором времени эта задача будет решена, что откроет перспективы и для
усовершенствования модели каталитической реакции окисления СО. Представлено результати по моделюванню адсорбції газів на поверхні перехідних металів.
Головну увагу приділено адсорбції водню на поверхні (110) W та Mo, структурам та кінетиці
адсорбції кисню та СО на поверхні Pt(111) та каталітичній реакції окислення СО. Вибір цих
систем обумовлено не тільки практичною важливістю та фундаментальним інтересом, але й
тим, що для них, за допомогою методу Монте-Карло, вдалося досягти суттєвого прогресу в розум
інні процесів адсорбції та формуванні структур плівок. Однією з головних умов при моделюванн
і формування структур адсорбованих плівок є адекватне врахування опису латеральної
взаємодії між адсорбованими молекулами, яке включає як пряму взаємодію (електростатичну
та обмінну), так і непряму (через електрони підкладинки). Так, саме правильне врахування
опису латеральної взаємодії при моделюванні дозволило пояснити механізм формування структур
плiвок СО на платині. В той же час складність взаємодії між адсорбованими атомами є причиною
відсутності, на сьогоднішній день, несуперечливої моделі формування структури кисню
на поверхні платини. Можна сподіватись, що найближчим часом цю задачу буде вирішено, що
відкриє перспективи й для удосконалення моделі каталітичної реакції окислення СО. The results of simulation of gas adsorption
on transition metal surfaces are presented. The
emphasis is on the hydrogen adsorption on the
(110) W and Mo surfaces, the structures and adsorption
kinetics of oxygen and CO on the
Pt(111) surface and the catalytic CO oxidation.
Such a choice is predetermined not only by practical
importance and fundamental interest, but
also by a significant gain in the understanding of
adsorption processes and formation of the film
structures achieved by means of the Monte Carlo
simulation. One of the main aspects in the modeling
is an adequate account of lateral interaction
of adsorbed particles, which includes both
direct (electrostatic and exchange) and indirect
(through substrate electrons) interactions. In
particular, the proper account of the lateral interaction
has allowed for explanation of the
mechanism of the CO structures on the Pt surface.
At the same time, the complexity of the interaction
between adsorbed atoms is responsible
for the absence of any reasonable model of the
forming of the oxygen structure on the platinum
surface. It is hoped that in the short run this
problem will be solved, thus opening the way
for the creation of more sophisticated model of
the catalytic reaction of CO oxidation.