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利用扫描隧道显微镜研究水分子在Cu(110)表面的吸附与分解

庞宗强 张悦 戎舟 江兵 刘瑞兰 唐超

利用扫描隧道显微镜研究水分子在Cu(110)表面的吸附与分解

庞宗强, 张悦, 戎舟, 江兵, 刘瑞兰, 唐超
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  • 利用扫描隧道显微镜研究水分子在吸附有氧原子的Cu(110)表面的吸附与分解过程.室温条件下,氧原子(O)在Cu(110)表面吸附并自组装形成规则的沿[001]方向的(21)Cu-O链状结构.将吸附有氧原子的Cu(110)样品置于77 K低温条件下观察水分子的吸附与分解,发现在低温下水分子通过氢键与Cu-O链中的氧原子键合而吸附于Cu-O链的顶部和周围,吸附于Cu-O链周围的水分子自组装形成规则的六边形网状结构.通过针尖隧穿电子激发,六边形网状结构中的水分子与氧原子发生化学反应,反应生成的羟基与未参与反应的水分子键合在裸露的Cu(110)表面形成蜂窝网状结构.研究结果表明,Cu(110)表面吸附的氧原子有助于水分子在金属表面的吸附和组装,同时可以催化金属表面水分子的分解反应,对水汽转换实验研究具有一定的指导意义.
      通信作者: 庞宗强, zqpang@njupt.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金青年科学基金(批准号:11604158)和江苏省自然科学基金青年科学基金(批准号:BK20140862)资助的课题.
    [1]

    Stamenkovic V, Mun B S, Mayrhofer K J, Ross P N, Markovic N M, Rossmeisl J, Greeley J, Norskov J K 2006Angew. Chem. Int. Ed. 45 2897

    [2]

    Stamenkovic V, Mun B S, Arenz M, Mayrhofer K J, Lucas C A, Wang G F, Ross P N, Markovic N M 2007Nature Mater. 6 241

    [3]

    Norskov J K, Bligaard T, Rossmeisl J R, Christensen C H 2009Nature Chem. 1 37

    [4]

    Chemelewski W D, Lee H C, Lin J F, Bard A J, Mullins C B 2014J. Am. Chem. Soc. 136 7

    [5]

    Doering D L, Madey T E 1982Surf. Sci. 123 305

    [6]

    Hodgson A, Haq S 2009Surf. Sci. Rep. 64 381

    [7]

    Carrasco J, Michaelides A, Forster M, Haq S, Raval R, Hodgson A 2009Nature Mater. 8 427

    [8]

    Kumagai T, Shiotari A, Okuyama H, Hatta S, Aruga T, Hamada I, Frederiksen T, Ueba H 2011Nature Mater. 11 167

    [9]

    Spitzer A, Luth H 1985Surf. Sci. 160 353

    [10]

    Ammon C, Bayer A, Steinruck H P, Held G 2003Chem. Phys. Lett. 377 163

    [11]

    Andersson K, Gomez A, Glover C, Nordlund D, Ostrom H, Schiros T, Takahashi O, Ogasawara H, Pettersson L, Nilsson A 2005Surf. Sci. 585 183

    [12]

    Yamamoto S, Andersson K, Bluhm H, Ketteler G, Starr D E, Schiros T, Ogasawara H, Pettersson L G M, Salmeron M, Nilsson A 2007J. Phys. Chem. C 111 22

    [13]

    Andersson K, Ketteler G, Bluhm H, Yamamoto S, Ogasawara H, Pettersson L, Salmeron M 2008J. Am. Chem. Soc. 130 9

    [14]

    Feibelman P J 2002Science 295 99

    [15]

    Forster M, Raval R, Hodgson A, Carrasco J, Michaelides A 2011Phys. Rev. Lett. 106 046103

    [16]

    Carrasco J, Hodgson A, Michaelides A 2012Nature Mater. 11 667

    [17]

    Jensen F, Besenbacher F, Lmsgaard E, Stensgaard I 1990Phys. Rev. B:Condensed Matter 42 14

    [18]

    Kuk Y, Chua F M, Silverman P J, Meyer J A 1990Phys. Rev. B:Condensed Matter 41 18

    [19]

    Shi Y, Byoung Y C, Salmeron M 2013J. Phys. Chem. C 117 17119

    [20]

    Pang Z Q, Duerrbeck S, Calvin K, Bertel E, Somorjai G, Salmeron M 2016J. Phys. Chem. C 120 17

    [21]

    Kumagai T, Kaizu M, Okuyama H 2009Phys. Rev. B 79 035423

    [22]

    Ren J, Meng S 2006J. Am. Chem. Soc. 128 9282

  • [1]

    Stamenkovic V, Mun B S, Mayrhofer K J, Ross P N, Markovic N M, Rossmeisl J, Greeley J, Norskov J K 2006Angew. Chem. Int. Ed. 45 2897

    [2]

    Stamenkovic V, Mun B S, Arenz M, Mayrhofer K J, Lucas C A, Wang G F, Ross P N, Markovic N M 2007Nature Mater. 6 241

    [3]

    Norskov J K, Bligaard T, Rossmeisl J R, Christensen C H 2009Nature Chem. 1 37

    [4]

    Chemelewski W D, Lee H C, Lin J F, Bard A J, Mullins C B 2014J. Am. Chem. Soc. 136 7

    [5]

    Doering D L, Madey T E 1982Surf. Sci. 123 305

    [6]

    Hodgson A, Haq S 2009Surf. Sci. Rep. 64 381

    [7]

    Carrasco J, Michaelides A, Forster M, Haq S, Raval R, Hodgson A 2009Nature Mater. 8 427

    [8]

    Kumagai T, Shiotari A, Okuyama H, Hatta S, Aruga T, Hamada I, Frederiksen T, Ueba H 2011Nature Mater. 11 167

    [9]

    Spitzer A, Luth H 1985Surf. Sci. 160 353

    [10]

    Ammon C, Bayer A, Steinruck H P, Held G 2003Chem. Phys. Lett. 377 163

    [11]

    Andersson K, Gomez A, Glover C, Nordlund D, Ostrom H, Schiros T, Takahashi O, Ogasawara H, Pettersson L, Nilsson A 2005Surf. Sci. 585 183

    [12]

    Yamamoto S, Andersson K, Bluhm H, Ketteler G, Starr D E, Schiros T, Ogasawara H, Pettersson L G M, Salmeron M, Nilsson A 2007J. Phys. Chem. C 111 22

    [13]

    Andersson K, Ketteler G, Bluhm H, Yamamoto S, Ogasawara H, Pettersson L, Salmeron M 2008J. Am. Chem. Soc. 130 9

    [14]

    Feibelman P J 2002Science 295 99

    [15]

    Forster M, Raval R, Hodgson A, Carrasco J, Michaelides A 2011Phys. Rev. Lett. 106 046103

    [16]

    Carrasco J, Hodgson A, Michaelides A 2012Nature Mater. 11 667

    [17]

    Jensen F, Besenbacher F, Lmsgaard E, Stensgaard I 1990Phys. Rev. B:Condensed Matter 42 14

    [18]

    Kuk Y, Chua F M, Silverman P J, Meyer J A 1990Phys. Rev. B:Condensed Matter 41 18

    [19]

    Shi Y, Byoung Y C, Salmeron M 2013J. Phys. Chem. C 117 17119

    [20]

    Pang Z Q, Duerrbeck S, Calvin K, Bertel E, Somorjai G, Salmeron M 2016J. Phys. Chem. C 120 17

    [21]

    Kumagai T, Kaizu M, Okuyama H 2009Phys. Rev. B 79 035423

    [22]

    Ren J, Meng S 2006J. Am. Chem. Soc. 128 9282

  • [1] 周峰, 蔡宇, 邹德峰, 胡丁桐, 张亚静, 宋有建, 胡明列. 钛宝石飞秒激光器中孤子分子的内部动态探测. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191989
    [2] 王艳, 徐进良, 李文, 刘欢. 超临界Lennard-Jones流体结构特性分子动力学研究. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191591
    [3] 周旭聪, 石尚, 李飞, 孟庆田, 王兵兵. 利用双色激光场下域上电离谱鉴别H32+ 两种不同分子构型. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20200013
    [4] 胡渝曜, 梁东, 王晶, 刘军. 基于电动可调焦透镜的大范围快速光片显微成像. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191908
    [5] 王瑜浩, 武保剑, 郭飚, 文峰, 邱昆. 基于非线性光纤环形镜的少模脉冲幅度调制再生器研究. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191858
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-07-13
  • 修回日期:  2016-08-23
  • 刊出日期:  2016-11-20

利用扫描隧道显微镜研究水分子在Cu(110)表面的吸附与分解

  • 1. 南京邮电大学自动化学院测控技术与仪器系, 南京 210023;
  • 2. 南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院, 南京 210023
  • 通信作者: 庞宗强, zqpang@njupt.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金青年科学基金(批准号:11604158)和江苏省自然科学基金青年科学基金(批准号:BK20140862)资助的课题.

摘要: 利用扫描隧道显微镜研究水分子在吸附有氧原子的Cu(110)表面的吸附与分解过程.室温条件下,氧原子(O)在Cu(110)表面吸附并自组装形成规则的沿[001]方向的(21)Cu-O链状结构.将吸附有氧原子的Cu(110)样品置于77 K低温条件下观察水分子的吸附与分解,发现在低温下水分子通过氢键与Cu-O链中的氧原子键合而吸附于Cu-O链的顶部和周围,吸附于Cu-O链周围的水分子自组装形成规则的六边形网状结构.通过针尖隧穿电子激发,六边形网状结构中的水分子与氧原子发生化学反应,反应生成的羟基与未参与反应的水分子键合在裸露的Cu(110)表面形成蜂窝网状结构.研究结果表明,Cu(110)表面吸附的氧原子有助于水分子在金属表面的吸附和组装,同时可以催化金属表面水分子的分解反应,对水汽转换实验研究具有一定的指导意义.

English Abstract

参考文献 (22)

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