Wasserstoffchemisorption an einfachen Metallclustern - KOPS ...

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Wasserstoffchemisorption an einfachen Metallclustern - KOPS ...

2.1. Metallhydride

messen werden die Adsorptionswahrscheinlichkeiten unter Veränderung der oben genann-

ten Parameter. Für unterschiedliche Vibrationsquantenzahlen ν = n ergaben sich unter-

schiedliche Adsorptionswahrscheinlichkeiten. In weiteren Experimenten wurde der Mo-

lekularstrahl gepulst, nach der Streuung an der Oberfläche mit einem Laser ionisiert und

per Flugzeitmassenspektrometer detektiert. Ein Vergleich zwischen Pulsen vor und nach

der Streuung ergab die Verluste aufgrund von Adsorption an der Cu(111)-Oberfläche. Die

gewonnenen Informationen spiegeln die zustandsspezifische Adsorption des H2-Moleküls

wider. Wie bei Silber ist eine dissoziative Chemisorption an Kupferoberflächen ein akti-

vierter Prozess, der nur nach Überwindung der Aktivierungsbarriere abläuft [62].

Für „exotische“ Oberflächen wie Cu(211), Cu(311), und Cu(755) sowie polykristallines

Kupfer konnte jedoch eine Dissoziation von CO beobachtet werden [63].

Eine PES-Untersuchung des Systems Cu(110) mit Wasserstoffbedeckung zeigte einen bin-

denden 1s-Zustand ca. 6,2 eV unterhalb der Fermikante, was zu einer starken Ladungsneu-

verteilung im d-Band des Metalls führt [64].Mittels Synchrotonstrahlung mit einer Photo-

nenenergie von 40 eV konnten Eberhardt et al. keine Wasserstoffdissoziation an der (100)-

Oberfläche feststellen, worauf der tiefliegende bindende Zustand von 9,2 eV hinweist, im

Gegensatz zu 7,4 eV bei der Verwendung von atomaren Wasserstoff [65].

Silberoberflächen

Eine erste Untersuchung der Ag(110)-Oberfläche, die mit Wasserstoff bedeckt wurde, ge-

lang Sprunger und Plummer mit LEED, HREELS, TDS und δφ-Spektroskopie zur Bestim-

mung der Austrittsarbeit [66]. Aufgrund der gefüllten d-Bänder sollte Silber sich wie die

anderen zwei Edelmetalle verhalten (siehe Kap. 2.2.1). Gelingt eine Chemisorption durch

Aktivierung, so sollte sich ein Verhalten wie an anderen Übergangsmetallen ergeben. Die

Probe wurde auf ca. 100 K gekühlt und molekularer oder atomarer Wasserstoff bzw. Deu-

terium wurde angeboten. Es kam zu keiner dissoziativen Chemisorption von H2 aufgrund

der hohen Aktivierungsbarriere von ≈ 0,5−1 eV. Für atomaren Wasserstoff hingegen er-

gaben sich je nach Bedeckung verschiedene LEED-Bilder.

Zuerst bedecken die H-Atome verkippt trigonale Plätze zwischen zwei Silberatomen, ge-

kippt zu einem Silberatom in der zweiten Lage. Mit steigender Bedeckung ergibt sich eine

Mischung aus der vorigen Konfiguration und einer weiteren: Zu den trigonal-verkippten

Plätzen, die im Zick-Zack besetzt werden (siehe Abb. 2.8, a)), kommen noch Brückenplät-

ze in der zweiten Lage der Silberatome hinzu (siehe Abb. 2.8, c)).

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