FeO纳米岛Pt111表面H2解离吸附行为的扫描隧道显微术研究.docx

优秀毕业论文 精品参考文献资料 University University of Science and Technology of China A d isse rtatio n fo r m aste r’S deg ree Scanning tunneling mi。croscopy study of water dissociation on nanosized FeO islands grown on Pt(111) j 献给我的父亲和母亲 献给我的父亲和母亲 ———． ———．j 撕益老：砂呜 撕益老：砂呜 摘要摘要 摘要 摘要 氧化物及其薄膜表面的吸附体系在电化学、催化等方向具有重要意义。通过 利用扫描隧道显微镜这种具有原子级的分辨率、实空间的原位探测乃至操纵能力 的科学研究工具，对氧化物及其薄膜表面的研究开辟了新的途径和空间。其中的 极性氧化物又是一类很独特的材料。本文就是利用超高真空低温扫描隧道显微镜 (切吖LT_STM)对极性氧化物纳米结构表面的水分子的吸附行为进行了研究。 第一章是论文工作的基础，主要介绍金属氧化物表面及氧化物膜的研究进 展，以及扫描隧道显微镜的基本背景，并结合前人工作，主要举例介绍了STM 及其相关技术在研究氧化物薄膜表面及其吸附方面的应用。 第二章主要介绍了极性氧化物薄膜FeO(1 l 1)／Pt(1 1 1)的研究背景，并给出了 实验样品Pt(111)上FeO纳米岛的制备和表征结果，是后续实验工作的基础。 FeO(111)／Pt(111)薄膜具有非常特殊的原子堆垛结构和电子性质，诸如极性调制的 周期性表面势、由Kondo效应引起的局域零偏压异常、以及利用其表面周期性 的起伏、表面势的周期性变化来成为控制吸附物空间分布的衬底材料等等。 第三章是本论文的重点，本章我们主要利用UHV LT．STM原子级分辨以及 原位观测的表征手段对H20分子在Pt(111)上FeO纳米岛表面的吸附行为进行研 究。n20分子的吸附主要分为室温下和低温原位吸附两种情况。实验观测到了 FeO(1 11)纳米岛表面水分子自发的分解为羟基。基于STM形貌图，结合我们给 出的FeO纳米岛的结构模型，水分子的分解归因于位于纳米岛边缘的未饱和配 位的Fe原子。分解的产物可以在FeO岛面上迁移，形成表面羟基。并且，在室 温下表面羟基可以通过再结合脱附，在FeO岛面上产生氧空位。水分子在80K 的低温下也可以发生分解。 关键词：扫描隧道显微镜，极性氧化物薄膜，Fe0／Pt(111)，表面催化，水， 解离吸附 AbstractA Abstract A bstract The system of adsorption on oxide or its film has great significance in electrochemistry,catalysis and other important directions．By taking advantage of STM，埘t11 atomic resolution，in situ exploration in real space and even the ability of manipulation,the study of the oxide and its film material made great progress．The polar oxide films form a particularly interesting class of materials，as they possess special characteristic．This article is about the study of the H20 adsorption behavior on the polar oxide films，based on the ultra-high vacuum low temperature scanning tunneling microscope(UHV LT-STM)． The chapter 1 was the basis of the paper．We reviewed the recent progress in metal oxide and its film surface study and briefly introduced the fundamental principles and methods of STM．Then we reviewed the application of the STM techniques employed in the field of oxide film and its surfa