Yöntem makalesi

Tarama tünelleme mikroskobu ve spektroskopi ile Interfacial su dinamiği ve yapısını sondalama

DOI:

10.3791/57193

⸱

27 Mayıs 2018

 ,  ,  ,  ,  , 
1International Center for Quantum Materials, School of Physics, Peking University, 2Collaborative Innovation Center of Quantum Matter

Bu makalede

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Burada, interfacial su SINE kararlılık düşsel, moleküler manipülasyon ve tek-bond titreşim spektroskopisinin açısından atomik ölçekte dinamikleri ve yapısını araştırmak için bir protokol mevcut.

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Su/kalın arabirimleri her yerde vardır ve birçok çevresel, Biyofizik ve teknolojik süreçlerinde önemli bir rol oynar. İç yapısı çözme ve katı yüzeylere adsorbe su moleküllerinin hidrojen bağı (H-bond) dynamics sondalama ışık kütlesi ve hidrojen küçük boyutu sayesinde büyük bir mücadele kalır su bilimi temel sorunlardır. Mikroskobu (STM) tünel tarama alt-Ångström uzaysal çözünürlük, tek-bond titreşim duyarlılık ve Atom/moleküler düzenleme yetenekleri sayesinde bu sorunları saldıran için umut verici bir araçtır. Cl sonlandırılmış bahşiş ve su molekülleri situ Au (111) üzerine dozaj tarafından fabrikasyon bir örnek tasarlanmış deneysel sistem oluşur-NaCl(001) yüzeyler desteklenen. Su moleküllerinin iç sınır boşluklardır korunur böylece yalıtım NaCl filmleri elektronik olarak metal yüzeylerde sudan decouple. Cl-İpucu İpucu-su kaplin yoluyla su Fermi seviyesi (EF) yakınlığı için boşluklardır çoğunluğuna yanı sıra, tek su molekülleri manipülasyon kolaylaştırır. Bu yazıda detaylı Yöntem geliştirdiğinden kararlılık düşsel, moleküler/Atom işleme ve tek-bond titreşim spektroskopisinin interfacial su özetliyor. Bu çalışmalar atomik ölçekli H gümrüklü sistemleri soruşturma için yeni bir yol açmak.

Giriş

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Su katı malzemelerin yüzeyleri ile etkileşimleri heterojen kataliz, photoconversion, elektrokimya, korozyon ve yağlama vd gibi çeşitli yüzey reaksiyon süreçleri söz konusu 1 , 2 , 3 genel olarak, interfacial su, Spektroskopik ve kırınım araştırmak için teknikleri yaygın olarak, kızılötesi ve Raman spektroskopisi, gibi kullanılan toplam frekans üretimi (SFG), x-ışını kırınım (XRD), nükleer manyetik rezonans (NMR), Nötron saçılma4,5,6,7,....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Not: Deneyler üzerinde adsorbe Au destekli NaCl(001) film (Şekil 1bir) su molekülleri 5 K kriyojenik STM Nanonis elektronik denetleyicisiyle donatılmış bir vakum ultrahigh (UHV) ile gerçekleşir.

1. deneysel örnek imalatı

  1. Au(111) tek kristal temiz
    1. ~ 10-7 mbar basınç gaz hattına pompa ve gaz hattı Ar gaz ile yıkayın. Üç kez pompa/floş döngüsü boyunca koymak.
      Not: Her pompa/floş döngüsü yaklaşık 30 dakika sürer.
    2. Gaz hattı Ar gaz için 2 bar, böylece atmosfer gaz hattı üzerinden nüfuz yasaklayan baskısı ile doldurun.
    3. UHV odası....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Resim 1 STM deneysel kurulumunun şematik göstermektedir. İlk olarak, Au(111) substrat fışkırtması ve döngüleri UHV odasında tavlama tarafından temizlenir. Temiz Au(111) örnek 22 × √3 yeniden oluşturulan yüzey, nerede atomlar yüzey tabakasının işgal hcp ve balıksırtı yapıları ( Şekil 1biç metininin) oluşturan fcc siteleri gösterir. NaCl Au(111) substrat bilayer Adaları (Şekil .......

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

İç yapısı, dinamiği ve serbestlik hidrojen, belirli dikkat katı yüzeyler üzerine adsorbe su moleküllerin titreşim spektroskopisinin soruşturma için bazı deneysel adımlar hangi-ecek var olmak çok önemli, önemlidir aşağıdaki paragraflarda ele.

Su moleküllerinin yörünge görüntüleme dayalı iki anahtar adımlar sağlanır. İlk olarak, ısı yalıtım NaCl filmleri Au substrat elektronik olarak sudan ikinci STM İpucu İpucu-su kaplin yoluyla etkisini çoğunluğuna orbital decouple. Bilayer NaCl filmleri Au(11.......

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarlar ifşa gerek yok.

Teşekkürler

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu eser ulusal anahtar R & D programı kapsamında hibe No 2016YFA0300901 2016YFA0300903 ve 2017YFA0205003, Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı Çin Grant No 11634001, 11290162/A040106 altında tarafından finanse edilmektedir. Yj ayırt edici genç akademisyenler ve Cheung Kong genç bilim adamı programı desteği Ulusal Bilim Fonu tarafından kabul eder. J. G. Ulusal doktora sonrası Program yenilikçi yetenekleri için destek kabul eder.

....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Au(111) tek kristalliMaTeckNA
NaClSigma Aldrich450006
Su, döteryum tükenmiş Sigma Aldrich195294
Döteryum oksit Sigma Aldrich364312
Sızdırmaz cam-UHV adaptörleriMDC vakum ürünleri46300
Diyafram sızdırmaz valfherhangi birNA
Körük sızdırmaz valfherhangi birNA
Sızıntı valfiKurt J. Lesker NA
Taramalı tünelleme mikroskobuCreaTecNA
Elektronik kontrolör.Nanonis NA
Tungsten telherhangi birçap: 0,3 mm; saflık:% 99,95

Kaynaklar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Thiel, P. A., Madey, T. E. The interaction of water with solid surfaces: Fundamental aspects. Surf. Sci. Rep. 7 (6-8), 211-385 (1987).
  2. Henderson, M. A. The interaction of water with solid surfaces: fundamental aspects revisited. Surf. Sci. Rep. 46 (1-8), 1-308 (2002).
  3. Hodgson, A., Haq, S. Water adsorption and the wetting of metal surf....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Hidrojen Ba DinamikleriTekil Ba Titre im SpektroskopisiMolek ler Manip lasyonSubmolek ler z n rl kl G r nt lemeSu Tetramer Olu umuKlor Sonland r lm UAu 111 Destekli NaCl 001Proton Transfer Mekanizmas

İlgili makaleler