Étude de la dynamique quantique à huit dimensions de la dissociation de CH4 et de CD4 sur la surface Ni(100)

La dissociation du méthane sur la surface Ni(100) est l'un des systèmes de référence pour explorer la dynamique des réactions gaz-surface des molécules polyatomiques. Nous présentons ici une étude de dynamique quantique à huit dimensions basée sur le développement d'une surface d'énergie potentielle (PES) extrêmement précise, à 15 dimensions. Le CH4 interagissant sur une surface rigide Ni(100) est décrit par la méthodologie d'ajustement de réseau de neurones (RN) à de nombreux points d'énergie de configuration ab initio. Avec le RN(PES) le mieux ajusté, nous obtenons la probabilité d'adhésion S0 de l'état fondamental (GS) CH4 et de son isotopologue CD4 sur une surface rigide Ni(100) à partir de certaines simulations directes de dynamique quantique. Les approches prometteuses moyennées en azimuth et moyennées par site sont employées pour traiter l'influence des sites d'impact de surface. Le modèle non linéaire amélioré à lattice-soudain est considéré pour l'effet de la température de surface. La S0 finale de GS CH4 sur la surface Ni(100) à 475 K est en excellent accord avec deux ensembles d'expériences disponibles. De plus, nous calculons la S0 de GS CD4 sur la surface Ni(100) à 475 K. Elle est beaucoup plus basse que celle de GS CH4, ce qui provient principalement de la différence d'énergie vibratoire à zéro point.