Одним из главных принципов уникальной «системы Физтеха», заложенной в основу образования в МФТИ, является тщательный отбор одаренных и склонных к творческой работе представителей молодежи. Абитуриентами Физтеха становятся самые талантливые и высокообразованные выпускники школ всей России и десятков стран мира.

Студенческая жизнь в МФТИ насыщенна и разнообразна. Студенты активно совмещают учебную деятельность с занятиями спортом, участием в культурно-массовых мероприятиях, а также их организации. Администрация института всячески поддерживает инициативу и заботится о благополучии студентов. Так, ведется непрерывная работа по расширению студенческого городка и улучшению быта студентов.

Адрес e-mail:

Учет окружения в кластерных моделях полупроводниковых кристаллов

П. И. Салмин, А.А. Багатурьянц

Московский физико-технический институт

Центр Фотохимии РАН

 

Кристаллический оксид титана (TiO_2) представляет большой интерес как катализатор фотохимических и электрохимических реакций и носитель металлических катализаторов, а также в связи с широким использованием металлического титана в биотехнологии (титановые имплантанты обладают высокой коррозионной стойкостью и являются нетоксичными). Слои естественного окисида самопроизвольно образуются на поверхности металлического титана в присутствии воды или во влажном воздухе. Согласно экспериментальным данным, вода может адсорбироваться на поверхности TiO_2 как молекулярно, так и диссоциативно. Гидроксильные группы, образующиеся в результате хемосорбции, имеют, по-видимому, амфотерный характер и способны взаимодействовать с реакционными центрами полярных аминокислот протеинов тканей.

Процессы, происходящие на поверхности кристаллического TiO_2, исследовались теоретически с использованием кластерной модели. Главная идея этой модели заключается в том, чтобы поделить бесконечный кристалл на три области, причем каждая из них описывается по-разному, а именно: область 1 представляет собой сам квантовый кластер, область 2 задается псевдопотенциалами и область 3 — точечными зарядами. Квантовомеханические расчеты были выполнены в приближении теории функционала плотности с использованием обменно-корреляционного функционала Becke3LYP [1].

Мы представили простой метод представления кристаллической системы кластерной моделью, с помощью которой можно описывать химические реакции на поверхности твердого тела. Результаты квантовохимических расчетов показали, что модели без псевдопотенциальной области слишком грубы, так как  неправильно описывают соотношение энергий молекулярной и диссоциативной адсорбции и слишком завышают абсолютные энергии адсорбции. Модели с учетом псевдопотенциалов дают значительно более точные результаты, но размер кластера, по-видимому, недостаточен. При сравнении результатов необходимо учесть то обстоятельство, что конфигурации кластеров отличались. В нашем расчете пятикоординированный атом титана, над которым адсорбировалась молекула воды или гидроксильная группа, оставался неподвижным. В работе [2] его положение оптимизировалось. Что касается влияние точечных зарядов на результат, то определенной тенденции не обнаружено. Расчеты с использованием последних двух достаточно корректных моделей показали, что энергетический уровень молекулярно адсорбированной воды находится ниже, чем уровень диссоциативно адсорбированной воды, что согласуется с расчетами работы [2].

 

Литература

M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel et. al., Pittsburgh,  1998. Eugene V. Stefanovich, Thanh N. Truong, Chem. Phys. Lett. 299 (1999) 623-269.
Если вы заметили в тексте ошибку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

© 2001-2016 Московский физико-технический институт
(государственный университет)

Техподдержка сайта

МФТИ в социальных сетях

soc-vk soc-fb soc-tw soc-li soc-li
Яндекс.Метрика