Freitag vormittags Vorträge - Bunsentagung - Technische Universität ...

Freitag 21.05.2004, 15:50 Uhr
Vortrag - Grenzflächen
D
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Simulation von XPS-Daten zum 2p Niveaus des
Schwefels auf Oberflächen
Walter Langel
Institut für Chemie und Biochemie, Universität Greifswald,
17489 Greifswald, Soldmannstra¨se 23
Die Charakterisierung der chemischen Umgebung von Adsorbaten
auf Oberflächen geschieht routinemäßig mit elektronenspektroskopischen
Methoden, insbesondere XPS. Bei schwefelhaltigen
Adsorbaten wird dazu die Verschiebung der 2p-
Orbitale bestimmt. Deshalb ist es von großem Interesse, diese
Daten mit Hilfe von Berechnungen der Elektronenstruktur
nachzuvollziehen. Dichtefunktionalprogramme verwenden
gewöhnlich Pseudopotenziale, die die 2p-Elektronen nicht als
Valenz- sondern als Kernelektronen behandeln [1]. Hier werden
Car-Parrinello Rechnungen unter Verwendung eines Pseudopotenzials
vorgestellt, das diese Orbitale nicht in den Kern einbezieht.
Damit können Verschiebungen dieser Energien berechnet
werden, die gut mit experimentellen Daten korrelieren.Die Car-
Parrinello Methode bietet dabei den Vorteil gegenüber anderen
Rechnungen zur Elektronenstruktur, dass das System zunächst
durch thermische Relaxation eine stabilen Konfiguration erreichen
kann.
Schwefel und schwefelhaltige Adsorbate aus Titandioxid sind
von besonderem Interesse sowohl für katalytische als auch biochemische
Anwendungen. Kürzlich wurde die Adsorption von
elementarem Schwefel auf Rutil von zwei verschiedenen Gruppen
untersucht, die unterschiedliche Zuordnungen der beobachteten
S 2p Energien angaben [2,3]. Auch die XPS-Daten von
Cystein auf Titandioxid, die im Rahmen von Untersuchungen
zur Biokompatibilität des Titans von Bedeutung sind, wurden
nicht schlüssig zugeordnet [4,5]. An diesen Beispielen wird hier
gezeigt, wie das vorgestellte Rechenverfahren die Interpretation
dieser Experimente unterstützen kann.
[1]W. Langel, L. Menken, Surf. Sci. 538 (1003) 1
[2]E.L.D. Hebenstreit, W. Hebenstreit, H.Geisler, C.A. Ventrice
Jr., P.T. Sprunger, U.Diebold, Surf. Sci. 486 (2001) L467
[3]J.A. Rodriguez, J. Hrbek, J. Dvorak, T. Jirsak, and A. Maiti,
Chem. Phys. Lett. 336 (2001) 377
[4]J.M. Gold, M. Schmidt, and S.G. Steinemann, Helv. Phys.
Acta 62 (1989) 246
[5]M. Schmidt, S. G. Steinemann, Fresenius J. Anal. Chem. 341
(1991) 412