Support work function as a descriptor and predictor for the charge and morphology of deposited Au nanoparticles
Julkaisuvuosi
2020
Tekijät
Ghosh, Sukanya; Mammen, Nisha; Narasimhan, Shobhana
Tiivistelmä
We show, using density functional theory calculations, that the charge, magnetic moment, and morphology of deposited Au nanoclusters can be tuned widely by doping the oxide support with aliovalent cations and anions. As model systems, we have considered Aun (n = 1, 2, or 20) deposited on doped MgO and MgO/Mo supports. The supports have been substitutionally doped with varying concentrations θ of F, Al, N, Na, or Li. At θ = 2.78%, by varying the dopant species, we are able to tune the charge of the Au monomer between −0.84e and +0.21e, the Au dimer between −0.87e and −0.16e, and, most interestingly, Au20 between −3.97e and +0.49e. These ranges can be further extended by varying θ. These changes in charge are correlated with changes in adsorption and/or cluster geometry and magnetic moment. We find that the work function Φ of the bare support is a good predictor and descriptor of both the geometry and charge of the deposited Au cluster; it can, therefore, be used to quickly estimate which dopant species and concentration can result in a desired cluster morphology and charge state. This is of interest as these parameters are known to significantly impact cluster reactivity, with positively or negatively charged clusters being preferred as catalysts for different chemical reactions. It is particularly noteworthy that the Na-doped and Li-doped supports succeed in making Au20 positively charged, given the high electronegativity of Au.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Jyväskylän yliopisto
Mammen Nisha
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Kustantaja
Volyymi
152
Numero
14
Artikkelinumero
144704
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
1
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Ei
Rinnakkaistallennettu
Kyllä
Muut tiedot
Tieteenalat
Fysiikka; Kemia
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object]
Julkaisumaa
Yhdysvallat (USA)
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Kyllä
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1063/1.5143642
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä