S増強のCO吸着における電荷効果：S、O、Cl、Naと共同吸着したAu、Ag、Cu、Pd (111)表面上のCOに関する理論的研究

Au表面における異常な硫黄増強のCO吸着は、この分野の多くの科学者に好奇心を抱かせており、触媒設計において潜在的な応用が期待されています。本研究では、COとさまざまな原子X (X=Na、S、O、Cl) の共同吸着の相互作用をAuおよびPd(111)表面上で調査し、さらに一原理的研究によって電荷のあるAuおよびPd表面でのCO吸着と比較を行いました。SによるAuでのCO吸着の増強は、Sが引き起こすAu表面の正の分極に起因することがわかります。正に分極したAu表面の金属原子のdバンドは、形状や占有量に顕著な変化なくフェルミエネルギー(E(F))の方に上方シフトします。それに対して、Naの吸着などの電気正原子によって達成された負に分極したAu(111)表面では、dバンドはE(F)に対して下方シフトし、その結果、CO吸着が弱まります。XとのCO共同吸着のさらなる研究では、他の二つの貴金属（AgおよびCu）表面上での挙動が示され、AgはAuと同じ挙動を示す一方で、Cuの状況はAuとPdの間に位置することがわかりました。これにより、他の遷移金属(TMs)とは異なる、Au/Ag上での異常なS誘発のCO吸着増強は、最終的にE(F)の下に埋没したdバンドの不活性に起因することが示唆されます。S誘発の電荷は、E(F)の状態密度が狭いために、Au/AgのE(F)に関して重要なdバンドシフトを引き起こすことができ、結果としてCOの吸着を強化します。