0 AND 02 ADSORPTION ON Ag/Cu[100]

Abstract

In this work the adsorption mechanisms of atomic and molecular oxygen on Cu(100) surface are studied using ab initio simulation methods. Through the atomistic scale under-standing of the elementary oxidation processes we can further understand the large-scale oxidation. Copper is a material widely used in industry which makes it an interesting subject, and also understanding the oxidation of copper helps us understand the oxidation mechanism of other metals.

First we have a look on some theory on surface alloys in general and behaviour of Ag on Cu(100) surface. After that the physical background there is behind the methods of density functional calculations are discussed, and some methods, namely potential energy surfaces and molecular dynamics, are introduced. Then there is a brief look on the numerical details used in the calculations, and after that, the results of the simulations are exhibited.

Tässä työssä tutkitaan happiatomien ja happimolekyylien adsorptiomekanismeja Cu(100)-pinnalle ab initio -menetelmillä. Tuntemalla hapettumisen perusilmiöt atomitasolla voidaan selvittää kuinka hapettuminentapahtuu suuremmissa kokoluokissa. Kuparia käytetään laajalti teollisuudessa mistä johtuen se on mielenkiintoinen tutkimuskohde, ja sen lisäksi kuparin hapettumisen ymmärtäminen auttaa meitä ymmärtämään muidenkin metallien hapettumista.

Ensin käydään läpi metalliseospintojen teoriaa yleisellä tasolla, ja hopean käyttäytymistä Cu(100)-pinnalla. Sen jälkeen käydään läpi tiehysfunktionaaliteorian taustalla olevaa fysiikan teoriaa, ja esitellään potentiaalienergiapinta- ja molekyylidynamiikkamenetelmät. Tämän jälkeen katsotaan laskuissa käytettyjä numeerisia tietoja, jonka jälkeen esitellään simulaatioiden tulokset.