グラファン上における水素分子の物理吸着：高精度量子化学計算によるベンチマーク研究

要約

非導電性表面への吸着を高精度に計算するための多段階階層的ab initioプロトコルが提案された。局所MP2法およびF12補正を用いた完全周期的取り扱いと、有限クラスターによるポストMP2補正（摂動四重項までの結合クラスター法）を組み合わせた。グラファン上に吸着した水素分子のポテンシャル面を計算した結果、水素分子は表面に垂直な配向で吸着し、ポテンシャル極小値は約-3.6 kJ/mol、水素分子結合中心とグラファン中間面との距離は3.85 Åであった。吸着サイトのエネルギーはほぼ等価であり、水素分子が非整合単層を形成する可能性が示された。

メカニズム

局所MP2法とF12補正、結合クラスター法を組み合わせた多段階ab initio計算により、グラファン上での水素分子の吸着ポテンシャル面を高精度に算出した。