铂表面CO氧化反应中失稳振荡和化学溢出的工作函数分辨成像
材料科学
2026-03-31 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
铂表面上CO氧化反应的化学波表现出复杂的时空非平稳振荡，但在原位条件下驱动其传播的局部电子机制尚不清楚。本文将原位扫描电子显微镜与频率调制凯尔文探针力学显微镜（FM-KPFM）相结合，同时绘制二次电子对比和CO氧化反应期间局部工作函数变化。利用KPFM探针作为局部传感器，我们首次实现了反应前端的工作函数分辨成像，使CO覆盖态和氧覆盖态的物理归属实现无歧义。我们的结果表明，化学波的溢出过程——吸附相的过渡和扩张——表现出显著的时序不对称性和空间异质性过渡阈值。KPFM识别到氧覆盖度的快速启动，随后是缓慢、向外的回归到CO覆盖态，这表明即使在低压（10^-2 Pa）下也呈现出失稳型振荡。相关的反应扩散模拟再现了这种波形 morphology，确认高分辨率的工作函数信号为理解活跃催化剂表面的内部结构和动力学异质性提供了独特见解。
引用
@article{arxiv.2603.28354,
title = {Work-Function-Resolved Imaging of Relaxation Oscillations and Chemical Spillover in CO Oxidation over Platinum Surfaces},
author = {Karel Vařeka and Michal Potoček and Adam Očkovič and Tomáš Šikola and Zhu-Jun Wang and Petr Bábor and Miroslav Kolíbal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.28354},
year = {2026}
}
备注
17 pages, 3 figures