Eley-Rideal Reaction of Hydrogen Chemisorbed on a Graphite Surface with Atomic Hydrogen

초록

본 연구에서는 기체상 수소 원자와 흑연 표면에 화학 흡착된 수소 원자 사이의 수소 분자 생성 반응을 고전 궤적 방법을 사용하여 연구하였다. 충돌모델은 열조(heatbath)에 연결된 제한된 수의 탄소 원자와 반응 영역의 원자 사이의 상호작용을 고려하여 설정하였다. 대부분의 반응은 subpicosecond 시간 동안에 단일 충돌 과정을 통해 진행되는 전형적인 Eley-Rideal 메카니즘을 따랐다. H₂(g)가 생성되는 반응확률은 표면온도가 0K로 일정할 때, 기체 온도가 증가함에 따라 급격히 증가하다가 높은 온도(2000K) 이상에서 ~0.30으로 수렴하였다. 반면, 반응확률의 표면 온도의존성은 나타나지 않았다. 반응에너지의 대부분은 생성된 수소분자(H₂)의 진동에너지와 병진에너지로 전이되었으며, 회전에너지나 표면으로 전이된 에너지는 매우 적었다. 또한, 기체온도가 증가함에 따라 진동에너지로 전이된 양은 점점 적어지는 반면 병진에너지로 전이되는 양은 점점 증가하였다.