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本文采用第一性原理方法模拟了水分子在锐钛矿相TiO2(101)表面的行为。计算结果表明水分子在此表面上的吸附形式以分子吸附为主，而且其解离吸附将是一个可逆的过程。通过分析水分子与表面的相互作用力、成键方式，区分了分子吸附与解离吸附之间的差异，同时发现偶极相互作用是其中的关键因素。绝热势能面的计算表明水分子沿[010]方向的扩散势垒比[111-]/[1-1-1]方向的扩散势垒要低，即水分子在这个表面上的扩散是各向异性的。