Abstract Great success has been achieved in the modeling of gas-surface elementary processes by the use of the Born-Oppenheimer approximation. However, in metal surfaces low energy electronic excitations are generated even by thermal and hyperthermal molecules due to the absence of band gaps in the electronic structure. This shows the importance of performing dynamical simulations that incorporate non-adiabatic effects to analyze in which way they affect most common gas-surface reactions. Here we review recent theoretical developments in this problem and their application to the study of the effect of electronic excitations in the adsorption and relaxation of atoms and molecules in metal surfaces, in scattering processes, and also in recombinative processes between impinging atoms and adsorbates at the surface. All these studies serve us to establish what properties of the gas-surface interaction favor the excitation of low-energy electron-hole pairs. A general observation is that the nature of these excitations usually requires long lasting interactions at the surface in order to observe deviations from the adiabatic behaviour. We also provide the basis of the local density friction approximation (LDFA) that have been used in all these studies, and show how it has been employed to perform ab initio molecular dynamics with electronic friction (AIMDEF). As a final remark, we will shortly review on recent applications of the LDFA to successfully simulate desorption processes induced by intense femtosecond laser pulses.

中文翻译：

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金属表面元素反应过程中的非绝热效应

摘要 使用 Born-Oppenheimer 近似在气表面基本过程建模方面取得了巨大成功。然而，在金属表面，由于电子结构中不存在带隙，即使是热分子和超热分子也会产生低能电子激发。这显示了执行包含非绝热效应的动力学模拟以分析它们以何种方式影响最常见的气体表面反应的重要性。在这里，我们回顾了这个问题的最新理论发展及其在研究电子激发在金属表面原子和分子的吸附和弛豫、散射过程以及撞击原子和吸附物之间的复合过程中的应用。表面。所有这些研究有助于我们确定气体-表面相互作用的哪些特性有利于低能电子-空穴对的激发。一般观察结果是，这些激发的性质通常需要在表面进行长期持续的相互作用，以便观察与绝热行为的偏差。我们还提供了在所有这些研究中使用的局部密度摩擦近似 (LDFA) 的基础，并展示了如何使用它来执行具有电子摩擦的从头算分子动力学 (AIMDEF)。最后，我们将简要回顾 LDFA 的最新应用，以成功模拟由强飞秒激光脉冲引起的解吸过程。一般观察结果是，这些激发的性质通常需要在表面进行长期持续的相互作用，以便观察与绝热行为的偏差。我们还提供了在所有这些研究中使用的局部密度摩擦近似 (LDFA) 的基础，并展示了如何使用它来执行具有电子摩擦的从头算分子动力学 (AIMDEF)。最后，我们将简要回顾 LDFA 的最新应用，以成功模拟由强飞秒激光脉冲引起的解吸过程。一般观察结果是，这些激发的性质通常需要在表面进行长期持续的相互作用，以便观察与绝热行为的偏差。我们还提供了在所有这些研究中使用的局部密度摩擦近似 (LDFA) 的基础，并展示了如何使用它来执行具有电子摩擦的从头算分子动力学 (AIMDEF)。最后，我们将简要回顾 LDFA 的最新应用，以成功模拟由强飞秒激光脉冲引起的解吸过程。并展示如何利用电子摩擦进行从头算分子动力学 (AIMDEF)。最后，我们将简要回顾 LDFA 的最新应用，以成功模拟由强飞秒激光脉冲引起的解吸过程。并展示如何利用电子摩擦进行从头算分子动力学 (AIMDEF)。最后，我们将简要回顾 LDFA 的最新应用，以成功模拟由强飞秒激光脉冲引起的解吸过程。