132种晚过渡金属二元合金纳米粒子的核壳偏好预测趋势

由于其大小控制、性能、生物相容性和成本，具有核壳特征（壳层由一种金属富集）的过渡金属合金纳米粒子正变得无处不在，从（电）催化到生物医学应用。我们利用密度泛函理论（DFT）研究132种二元合金纳米粒子系统（周期表中第8至11组），系统探讨它们的分离能以确定核壳偏好。我们发现，核壳偏好通常由两个独立因素描述：(1) 内聚能（与蒸气压有关）和(2) 原子大小（通过Wigner-Seitz半径量化），以及它们之间的相互作用。这些独立因素被证明为纳米粒子中原子的表面分离偏好提供一般趋势，以及半无限表面的趋势，并给出合金和催化行为的简单相关（称为“设计图”）。最后，我们通过紧束缚理论（带能差）提供了一个普遍的核壳偏好描述，该描述(i) 定量再现了DFT分离能，并且(ii) 确认了核壳行为的电子来源和相关性。