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Regensburg 2000 – wissenschaftliches Programm

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O: Oberflächenphysik

O 29: Hauptvortrag

O 29.1: Hauptvortrag

Donnerstag, 30. März 2000, 14:30–15:15, H36

Physikalisch-chemische Eigenschaften von Leerstellen an Oxidoberflächen: ab-initio-Dichtefunktional-Untersuchungen für Vanadiumpentoxid — •Klaus Hermann1, R. Družinić1, R. Tokarz2, M. Witko2 und A. Chakrabarti11Fritz-Haber-Institut, Berlin — 2Institute of Catalysis, PAS, Krakau (Polen)

Sauerstoffleerstellen können an Oxidoberflächen in großen Konzentrationen auftreten und beeinflussen das physikalisch-chemische Verhalten der Oberflächen wesentlich. Als Illustration stellt der Vortrag neuere theoretische Ergebnisse zu strukturellen, energetischen und elektronischen Eigenschaften der unterschiedlich koordinierten Sauerstoffleerstellen an der V2O5(010)-Oberfläche vor. In den Untersuchungen werden die Leerstellenumgebungen durch eingebettete Oberflächencluster bis zu V20O62H24 simuliert und die elektronische Struktur sowie Gleichgewichtsgeometrien mit Hilfe der ab-initio-Dichtefunktionaltheorie-(DFT)-Methode berechnet. Die Optimierungen für die verschiedenen Sauerstoffleerstellen zeigen geometrische Relaxation, die auf die nähere Umgebung des Leerstellenbereichs begrenzt und mit chemischer Reduktion der benachbarten Vanadiumzentren (d-Elektronenbesetzung) verbunden ist. Die Berechnung von Bildungsenergien der Sauerstoffleerstellen liefert sehr große Werte, die jedoch durch die Anwesenheit von Wasserstoff stark verkleinert werden können (Bildung von OH- bzw. H2O-Gruppen vor der Leerstellenbildung). Ferner beeinflußt die Sauerstoffleerstellenbildung die Zwischenlagenwechselwirkung im V2O5 und kann damit Ausgangspunkt für Oberflächenrekonstruktion sein, wie Rechnungen an Mehrlagenclustern zeigen.

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