Lý thuyết hàm mật độ (DFT) là một lý thuyết được dùng để mơ tả các tính chất của hệ electron trong nguyên tử, phân tử, vật rắn,... trong khuôn khổ của lý thuyết lượng tử. Trong lý thuyết này, các tính chất của hệ N electron được biểu diễn qua hàm mật độ electron của toàn bộ hệ (là hàm của 3 biến tọa độ khơng gian) thay vì hàm sóng (là hàm của 3N biến tọa độ khơng gian). Vì vậy, lý thuyết hàm mật độ có ưu điểm lớn (và hiện nay đang được sử dụng nhiều nhất) trong việc tính tốn các tính chất vật lý cho các hệ cụ thể xuất phát từ những phương trình rất cơ bản của vật lý lượng tử. Có nhiều phần mềm để tính tốn DFT,
38
trong đó, gói mơ phỏng khởi đầu Vienna Ab, hay VASP, là một gói để thực hiện động lực học phân tử cơ học lượng tử (MD) bằng cách sử dụng điện thế giả và phần sóng mịn. Cách tiếp cận được thực hiện trong VASP dựa trên sự xấp xỉ mật độ nhiệt độ cục bộ với nhiệt độ giới hạn (với năng lượng tự do là giá trị thay đổi) và đánh giá chính xác trạng thái cơ bản tức thời của điện tử ở mỗi giai đoạn MD bằng cách sử dụng sơ đồ ma trận hiệu quả và sơ đồ trộn xung. Các kỹ thuật này tránh được tất cả các vấn đề trong phương pháp Car-Parrinello ban đầu, dựa trên sự tích phân đồng thời của các electron và phương trình ion của chuyển động. Sự tương tác giữa các ion và các điện tử được mô tả bằng cách sử dụng Vanderbilt bán thế siêu mềm (US-PP) hoặc Phương pháp sóng máy chiếu nâng cao (PAW). Cả hai kỹ thuật đều cho phép giảm đáng kể số lượng sóng trên mỗi nguyên tử đối với các kim loại chuyển tiếp và các nguyên tố bậc nhất.
Vì những điều này, trong cơng trình này, chúng tôi sử dụng mô phỏng nguyên tắc đầu tiên để nghiên cứu sâu hơn về ảnh hưởng của mơ hình bề mặt 6Cu / ZnO(1010), nơi một lớp gồm 6 nguyên tử đồng (Cu) lắng đổng trên bề mặt ZnO, gọi là bề mắt ZnO biến tính. Để tìm ra cấu hình ổn định nhất của mơ hình bề mặt 6Cu / ZnO(1010), cụm nguyên tử 6 Cu được hấp phụ để tính tốn năng lượng hấp phụ trên nhiều vị trí của bề mặt ZnO. Nhiều cấu hình của đồng hấp phụ CO-H2O trên bề mặt 6Cu / ZnO(1010) đã được tìm thấy, trong đó cấu hình ổn định nhất đã được sử dụng để tính tốn WGSR để so sánh với cấu hình của bề mặt ZnO. Về chi tiết, cơ chế carboxyl đã được đề xuất cho các phép tính các bước cơ bản nhằm tìm ra các đường phản ứng của WGSR trên bề mặt ZnO và 6Cu / ZnO. Năng lượng động học và nhiệt động lực học ở bước xác định tốc độ của con đường trên bề mặt 6Cu / ZnO(1010) cũng được thu được và so sánh với những năng lượng từ phản ứng trên bề mặt ZnO. Ngoài ra, bản chất liên kết giữa chất đồng hấp phụ CO và H2O trên bề mặt ZnO và 6Cu / ZnO(1010) cũng được phân tích bằng phương pháp hàm mật độ electron (LDOS) và hàm sai biệt lectron (EDD) [27-31].