КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ A4B6 С СЕРОВОДОРОДОМ
1, 1, 2, 2
1 Химический факультет МГУ им. , Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 3.
2 Институт проблем химической физики РАН, Россия, 142432, Московская область, Ногинский р-н, г. Черноголовка, проспект Академика Семёнова, д. 1. *****@***ru
Фундаментальной проблемой химии полупроводников является установление закономерностей в изменении адсорбционных свойств полупроводниковых поверхностей в рядах соединений с катионным и анионным варьированием. Адсорбционные свойства поверхностей в реакциях с сероводородом представляют интерес в связи с задачами создания полупроводниковых и твердотельных электрохимических газовых сенсоров.
В настоящей работе при помощи квантово-химического моделирования найдены энтальпии образования различных продуктов адсорбции молекул сероводорода, включая интермедиаты, на поверхностях полупроводников класса A4B6. Рассматривались процессы молекулярной адсорбции, обратимой диссоциативной адсорбции (с образованием связей металл–SH и халькоген–H) и необратимой диссоциативной адсорбции (с образованием сульфид-иона и отщеплением молекулы водорода). Расчеты проводились в рамках кластерного приближения, используя метод DFT с гибридным функционалом плотности B3LYP с базисом 6-31G** для атомов водорода и с псевдопотенциалом LanL2 для остальных атомов с соответствующим валентно-двухэкспонентным базисом.
Найдено, что для всех соединений существенно более выгодным является процесс заполнения поверхностных вакансий халькогена атомами серы с отщеплением молекулы водорода. Выявлены закономерности в изменении энтальпий продуктов в рядах соединений с катионным и анионным замещением. Показано, что изменение энтальпии образования соответствующих продуктов коррелирует с изменением ионности связи в рассматриваемых соединениях.
Работа выполнялась при финансовой поддержке РФФИ, грант № 08-03-00991-а.
