吸附

第一性原理中的吸附是指分子或原子吸附在固体表面形成的物理现象，这种现象在材料科学、化学工程、纳米技术等领域中具有重要的应用价值。密度泛函理论(DFT)作为一种计算化学方法，在研究表面吸附问题中发挥着重要作用。其核心目标是精确预测吸附构型、吸附能及电子转移机制。该方法基于密度泛函理论（DFT），通过周期性边界条件模拟基底表面，优化吸附质-表面体系的几何结构，并计算吸附能（E_ads=E_total-E_surface-E_adsorbate）来量化相互作用强度。计算中需考虑范德华修正（如DFT-D3）处理弱相互作用，采用杂化泛函（如HSE06）提高电子结构精度，并通过电荷分析（如Bader电荷或差分电荷密度）揭示吸附键的本质（如共价键、离子键或物理吸附）。对于催化应用，需进一步计算过渡态确定反应能垒，结合d带中心理论分析表面活性；而覆盖度效应则通过扩大超胞模型或表面相图（Surface Phase Diagram）方法研究。