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CO分子结点电子结构和输运性质的第一原理研究 研究背景 CO分子是一种重要的化学物质,广泛存在于天然气、煤炭等化石燃料中,也是工业上常见的一种化学物质。CO分子的结构和输运性质与其在环境和工业领域中的应用密切相关。因此,了解CO分子的结点电子结构和输运性质对于理解其反应机制以及开发新型催化剂具有重要意义。 研究方法 从密度泛函理论出发,本文采用VASP软件计算了CO分子的结点电子结构和输运性质。采用PW91泛函作为交换相关泛函,采用赝势方法描述离子芯层电子与价电子之间的耦合效应。对于CO分子的结点电子结构,我们采用投影态密度的方法(ProjectedDensityofStates,PDOS)计算了其轨道能级、态密度以及各原子轨道的贡献。对于输运性质,我们采用自洽的非平衡格林函数方法(Self-ConsistentNon-EquilibriumGreen'sFunction,SC-NEGF)计算了CO分子在导体上的输运性质。 研究结果 对于CO分子的结点电子结构,我们发现CO分子在费米能级附近存在着两个主要的电子能级,分别对应于CO分子的3σ和2π轨道。此外,我们发现3σ和2π轨道在CO分子键形成时形成了共价键,从而导致CO分子的稳定性,并且2π轨道在CO分子发生化学反应时也起到了重要作用。 对于CO分子在导体上的输运性质,我们发现CO分子在霍尔系数方面表现出较高的对称性,而在电导率方面表现出较高的各向异性。此外,我们还发现CO分子与金属表面的相对位置对其输运性质具有重要影响。当CO分子与金属表面发生相互作用时,CO分子的2π轨道会向金属表面考虑,从而在CO分子与金属表面形成的复合结构中起到了重要作用。 结论 本文通过密度泛函理论计算的方法,研究了CO分子的结点电子结构和输运性质。研究结果表明,CO分子在费米能级附近存在着两个主要的电子能级,分别对应于CO分子的3σ和2π轨道。此外,CO分子在金属表面上的输运性质具有较高的对称性和各向异性,并且CO分子的2π原子轨道在CO分子与金属表面形成的复合结构中发挥了重要作用。本研究对于理解CO分子的反应机制以及开发新型催化剂具有重要意义。