SCOPUS
SCIE
Direct observation of site-selective hydrogenation and spin-polarization in hydrogenated hexagonal boron nitride on Ni(111)
저자
Ohtomo, M. ; Yamauchi, Y. ; Sun, X. ; Kuzubov, A. ; Mikhaleva, N. ; Avramov, P. ; Entani, S. ; Matsumoto, Y. ; Naramoto, H. ; Sakai, S.
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2017
작성언어
-등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
2369-2375(7쪽)
제공처
<P>We report the structural analysis and spin-dependent band structure of hydrogenated boron nitride adsorbed on Ni(111). The atomic displacement studied by using the normal incidence X-ray standing wave (NIXSW) technique supports the H-B(fcc):N(top) model, in which hydrogen atoms are site-selectively chemisorbed on boron atoms and N atoms remain on top of Ni atoms. The distance between the Ni plane and nitrogen plane did not change after hydrogenation, which implies that the interaction between Ni and N is 3d-pi orbital mixing (donation and back-donation) even after hydrogenation of boron. The remaining pi* peaks in near-edge X-ray absorption fine structure (NEXAFS) spectra are a manifestation of the rehybridization of sp(2) into sp(3) states, which is consistent with the N-B-N bonding angle derived from NIXSW measurement. The SPMDS measurement revealed the spin asymmetry appearing on hydrogenated h-BN, which was originated from a p related orbital with back donation from the Ni 3d state. Even though the atomic displacement is reproduced by the density functional theory (DFT) calculation with the H-B(fcc):N(top) model, the experimental spin-dependent band structure was not reproduced by DFT possibly due to the self-interaction error (SIE). These results reinforce the site-selective hydrogenation of boron and pave the way for efficient design of BN nanomaterials for hydrogen storage.</P>
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