研究目的
确定室温下石墨烯/Ni(111)界面处氢原子的排列方式，并研究其储氢潜力。
研究成果
氢化通过双重途径发生：在石墨烯上化学吸附直至达到0.20-0.25 MLGr饱和度，以及在石墨烯下方较慢地嵌入镍位点。嵌入作用会破坏化学吸附的氢，导致其释放?；降那庠谠?00 K脱附，而嵌入的氢则在400 K突然脱附。当镍表面被氢饱和时，石墨烯完全剥离，从而增强室温以上的储氢稳定性。
研究不足
该研究仅限于室温下的石墨烯/Ni(111)界面；插层机制尚未完全阐明，且氢原子向镍基体内部的次表面扩散需要进一步研究。氢通量包含原子和分子，其解离比例存在不确定性。
1：实验设计与方法选择：
结合原位高分辨X射线光电子能谱（XPS）、扫描隧道显微镜（STM）、近边X射线吸收精细结构（NEXAFS）谱、价带谱、程序升温脱附（TPD）及密度泛函理论（DFT）计算研究氢化与插层过程。
2：样品选择与数据来源：
在5×10??毫巴、890K条件下向Ni(111)晶面通入乙烯生长单层石墨烯，室温下通过热裂解器解离氢气进行暴露。
3：实验设备与材料清单：
同步辐射光源（Elettra的SuperESCA束线）、Ni(111)晶面、钨毛细管裂解器、SPECS STM 150 Aarhus仪器、配备Feulner杯的四极质谱仪、用于DFT计算的SIESTA代码。
4：实验流程与操作步骤：
清洁Ni(111)表面→生长石墨烯→暴露原子氢流→通过XPS/STM/NEXAFS/TPD监测→DFT计算核心能级位移与吸附能。
5：数据分析方法：
采用Doniach-?unji?函数拟合C1s谱，解析STM图像，通过DFT计算核心能级位移（CLSs）与吸附能。
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Synchrotron radiation source
Elettra
Elettra-Sincrotrone Trieste
Provides high-resolution X-ray beams for spectroscopy measurements.
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Scanning tunneling microscope
SPECS STM 150 Aarhus
SPECS
Acquires atomic-resolution images of the sample surface.
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Quadrupole mass spectrometer
Measures desorbed hydrogen during TPD experiments.
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Hot cracker
Dissociates molecular hydrogen into atomic hydrogen for dosing.
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DFT calculation software
SIESTA code
Performs first-principles calculations for core level shifts and adsorption energies.
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