Regensburg 2000 – wissenschaftliches Programm

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O: Oberflächenphysik

O 39: Adsorption an Oberflächen (V)

O 39.12: Vortrag

Freitag, 31. März 2000, 14:00–14:15, H44

STM Untersuchung zur dissoziativen Adsorption von H₂ auf gestuften Si(001)-Oberflächen — •M. Dürr¹, Z. Hu¹, A. Biedermann¹, T. F. Heinz¹ und U. Höfer² — ¹Department of Physics, Columbia University, New York, USA — ²Fachbereich Physik, Philipps-Universität Marburg, D-35032 Marburg

Während auf glatten Si(001)-Oberflächen die dissoziative Adsorption von molekularem Wasserstoff durch sehr kleine Haftkoeffizienten und eine große Adsorptionsbarriere gekennzeichnet ist, zeigt die stark erhöhte Reaktivität auf gestuften Oberflächen nur eine geringe Abhängigkeit von der kinetischen Energie der Wasserstoffmoleküle [1]. Mit Hilfe von STM-Untersuchungen konnte nun eindeutig nachgewiesen werden, dass die Wasserstoffmoleküle dabei, wie vorgeschlagen, über zwei Stufenatomen der rekonstruierten D_B-Stufen dissoziieren [2]. Bei Raumtemperatur wird nur einer von zwei möglichen direkten Reaktionspfaden beobachtet. Eine durch Nächste-Nachbar-Wechselwirkung erhöhte Reaktivität führt dabei zur Ausbildung von eindimensionalen Wasserstoffclustern entlang der Stufenkante. Bei höheren Oberflächentemperaturen wird auch der zweite Reaktionspfad beobachtbar. Die Ergebnisse können unter Einbeziehung des Gitterfreiheitsgrades in die Reaktionskoordinate erklärt werden. Implikationen auf die Adsorption auf glatten Oberflächen werden diskutiert.

[1] M. Dürr, M. B. Raschke, und U. Höfer, J. Chem. Phys., 111, 15.. Dez. 1999, im Druck.

[2] P. Kratzer, E. Pehlke, M. Scheffler, M. B. Raschke, und U. Höfer, Phys. Rev. Lett. 81, 5596 (1998).