利用分子束模拟高压表面反应
材料科学
2023-10-19 v1
摘要
利用具有高动能（）的反应性分子束，可以加速涉及高活化能垒（）的气-表面反应；若使用具有麦克斯韦-玻尔兹曼分布的随机气体，则需要升高的压力（）。通过简单计算随机气体在 下和分子束在 = 下越过活化能垒的分子数，我们建立了一条 - 等价曲线，并由此提出分子束是研究涉及高活化能的气-表面反应的理想工具。特别地，我们预见可利用分子束结合表面灵敏的超高真空（UHV）技术（如 X 射线光电子能谱（XPS））来模拟工业范围（> 10 bar）内的气体-表面反应。为验证该想法，我们结合 O 分子束与 XPS 实验重新审视了 Cu(111) 表面的氧化过程。通过在 0.24–1 eV 范围内调节 O 束的动能，我们获得了与环境压力光电子能谱（AP-XPS）实验中相同的一系列表面氧化物，后者中 Cu(111) 表面暴露于最高 1 mbar 的随机 O 气体。我们观察到与随机气体中相同的表面氧化动力学，但所需剂量大幅降低，接近由等价曲线推导出的预期值。
引用
@article{arxiv.2310.12041,
title = {Simulating high-pressure surface reactions with molecular beams},
author = {Amjad Al Taleb and Frederik Schiller and Denis V. Vyalikh and José Maria Pérez and Sabine V. Auras and Daniel Farías and J. Enrique Ortega},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.12041},
year = {2023}
}