Формирование сложных атомных структур на поверхности благородных металлов при воздействии молекулярного хлора

Формирование сложных атомных структур на поверхности благородных металлов при воздействии молекулярного хлора - фото 1Дорогие коллеги!

Разрешите Вам сообщить, что Пятое заседание Открытого междисциплинарного семинара МГУ "На стыке наук и идей" состоится 15 апреля 2013 г. в 446 ауд. химического факультета МГУ

Тема семинара: "Формирование сложных атомных структур на поверхности благородных металлов при воздействии молекулярного хлора".

 

Докладчик: Ельцов Константин Николаевич - д.ф.-м.н., зав. отделом технологий и измерений атомного масштаба Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН.

 

Аннотация доклада К.Н. Ельцова и краткая биографическая справка - в приложении.

 

Константин Николаевич Ельцов работает на стыке наук, уверенно идя к осуществлению мечты Ричарда Фейнмана, который в своей знаменитой речи "Plenty of room at the bottom" сказал: небывалые успехи ожидают нас в области химии и биологии, как только мы начнем видеть объекты атомного масштаба. Благодаря научным изысканиям Константина Николаевича, эта сказка все больще становится явью. И мы (вслед за Фейнманом :) связываем самые большие надежды с этим новым
измерением науки. Тем уникальнее предоставившийся нам шанс услышать об измерениях атомного масштаба из первых рук - от одного из ведущих специалистов в этой области, изобретателя сверхвакуумных сканирующих туннельных микроскопов GPI 300 и GPI CRYO - Константина Николаевича Ельцова.Формирование сложных атомных структур на поверхности благородных металлов при воздействии молекулярного хлора - фото 2

 

Вам слово, Константин Николаевич!

Мы очень рады Вас слышать!

Всем - удачи и до встречи на семинаре!

С искренним уважением,
Ирина Васильевна Перминова

 

 

Резюме

Константин Николаевич Ельцов

Тел./факс +7 499 5038769

Электронная почта: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

http://surface.gpi.ru

 

Место работы:

Институт общей физики им. АМ. Прохорова РАН, 119991 Москва, ул.Вавилова 38

Зав. отделом технологий и измерений атомного масштаба

Руководитель секции "Физика поверхности" в Научном совете по физике конденсированных сред РАН

 

Персональные данные:

Дата рождения:         31 июля 1954 г.

Место рождения:       Сочи, Россия

 

Образование:

2008   Ученая степень д.ф.м.н. Тема: "Поверхность твердого тела при взаимодействии с молекулярными галогенами ". Место защиты: Институт общей физики им. АМ. Прохорова РАН, Москва

1981   Ученая степень к.ф.м.н. Тема: "Магнитные свойства экситонов в легированном кремнии". Место защиты: Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Ленинград. Руководители: проф., д.ф.м.н.  Рогачев А.А., к.ф.м.н. Алтухов. Кафедра ЛЭТИ "Оптико-электронные приборы", зав. кафедрой академик Алферов Ж.И.

1977   Диплом инженера – электрика по специальности "Оптико-электронные приборы". Тема: "Фотолюминесценция электронно-дырочных капель в кремнии в магнитном поле", Место защиты: ЛЭТИ им. Ульянова (Ленина), Ленинград. Руководитель: к.ф.м.н. Аснин В.М.

 

Научный интерес:

Физика и химия поверхности, механизмы поверхностных реакций, сканирующая зондовая микроскопия и спектроскопия, технологии и измерения атомного масштаба, разработка сверхвысоковакуумного аналитического и технологического оборудования.

 

Стаж работы:

1977-1980 гг. Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Ленинград.

1980-1983 гг. Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Москва

1983- по наст. время  - Институт общей физики им. АМ. Прохорова РАН, Москва

 

Награды:

2-я Премия конкурса молодых ученых ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, 1980 г.

1-я Премия конкурса молодых ученых ИОФАН, 1989 г.

1-я Премия конкурса научных работ ИОФАН, 2010 г.

 

Публикации

Автор более 70 статей в реферируемых журналах, редактор и автор двух коллективных монографий (Труды ИОФАН т.59 (2003) и т.66 (2010)).

 

Разработка и производство аналитического оборудования

Создана и производится линейка сверхвысоковакуумных сканирующих туннельных микроскопов GPI 300 и GPI CRYO. Половина парка данного класса  приборов в России (14 из 30) является приборами, произведенными под руководством К.Н. Ельцова.

 

Список недавних публикаций

Коллективные монографии

  1. 1.Труды ИОФАН, том 66: Структурные фазовые переходы в хемосорбированных слоях. Под ред. К.Н. Ельцова. М.: Наука, 2010, 208 C.

Публикации в реферируемых журналах

  1. 1.Andryushechkin, B.V., Cherkez, V.V., Gladchenko, E.V., Zhidomirov, G.M., Kierren, B., Fagot-Revurat, Y., Malterre, D., Eltsov, K.N., New insight into the structure of saturated chlorine layer on Ag(111): LT-STM and DFT study, Applied Surface Science 26721-25.
  2. 2.B.V. Andryushechkin , V.V. Cherkez 1, T.V. Pavlova, G.M. Zhidomirov, K.N. Eltsov. Structural transformations of Cu(110) surface induced by adsorption of molecular chlorine. Surface Science 608 (2012) 135–145.
  3. 3.B.V. Andryushechkin , V.V. Cherkez 1, T.V. Pavlova, G.M. Zhidomirov, K.N. EltsovB. V. Andryushechkin, V. V. Cherkez, B. Kierren, Y. Fagot-Revurat, D. Malterre, and K. N. Eltsov. Commensurate-incommensurate phase transitions in chlorine monolayer chemisorbed on Ag(111): direct observation of crowdion condensation into domain wall fluid. Phys.Rev.B, B 84, 205422 (2011).
  4. 4.B.V.Andryushechkin, V.V.Cherkez, E.V.Gladchenko, G.M.Zhidomirov, B.Kierren, Y.Fagot-Revurat, D.Malterre, and K.N.Eltsov. Atomic structure of Ag(111) saturated with chlorine: formation of clusters Ag3Cl7. Phys.Rev.84, 075452 (2011).
  5. 5.B. V. Andryusheckin*, V. V. Cherkez, V. M. Shevlyuga, and K. N. Eltsov. Structural Transformations on Cu(110) under Molecular Iodine Action. Physics of Wave Phenomena 2010, Vol. 18, No. 3, pp. 172–184..
  6. 6.B. V. Andryushechkin, V. V. Cherkez, E. V. Gladchenko, G. M. Zhidomirov, B. Kierren, Y. Fagot-Revurat, D. Malterre, and K. N. Eltsov. Structure of chlorine on Ag(111): Evidence of the (3х3) reconstruction. Phys. Rev. B 81 (2010) 205434.
  7. 7.B. V. Andryushechkin, Y. V. Hladchanka, G. M. Zhidomirov, A. A. Korlyukov and K. N. Eltsov. Local structure of the Ag(100) surface reacting with molecular iodine: Experimental and theoretical study. Phys. Rev. B 80 (2009) 125409

 

Формирование сложных атомных структур на поверхности благородных металлов при воздействии молекулярного хлора

 

Ельцов К.Н.

 

Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, ул.Вавилова, д. 38

eltsov@kapella.gpi.ru

C введением сканирующих зондовых микроскопов ВВ СЗМ) в практику сверхвысоковакуумного эксперимента в 90-х годах появилась возможность на атомном уровне наблюдать отдельные атомы и молекулы на поверхности твердого тела и измерять их локальные характеристики, такие как электронное, колебательное, зарядовое, спиновое состояние, а также осуществлять локальные химические превращения в отдельных молекулах [1-3]. Используя СВВ СЗМ в комбинации с ростовыми технологиями и другими методами анализа поверхности, удается контролируемым образом реализовывать гетерогенные каталитические реакции на атомном уровне, включая формирование оксида из нескольких атомных слоев, нанесение активных металлических частиц на поверхность и собственно проведение химической реакции [4]. Таким образом, в настоящее время существует реальная возможность постадийного исследования химических поверхностных процессов гетерогенного катализа на атомном уровне.

 

Несмотря на то, что современные технологические и аналитические возможности позволяют проводить каталитические исследования на отдельных частицах активного элемента на поверхности носителя, исследования на атомно-гладких гранях монокристаллов металлов не потеряли своей актуальности, особенно в тех случаях, когда известно промотирующее действие активных элементов, таких как щелочные металлы и/или галогены. Так, в случае реакции эпоксидирования этилена на серебре малые добавки хлорсодержащих молекул поднимают селективность реакции с 40 до 85 %, причем механизмы процесса до сих пор остаются неизвестными. Учитывая тот факт, что коэффициент прилипания хлора отличается от коэффициента прилипания кислорода на серебре на 5-6 порядков, можно предположить, что хлор может функционализировать поверхность серебра таким образом, что селективность эпоксидирования  этилена существенно возрастает.

 

В данном докладе будут показаны и обсуждены процессы формирования различных атомных структур на поверхности Ag(111) и Au(111) при воздействии молекулярного хлора в широком диапазоне степеней покрытия (θ), от 0.01 до 1.0 монослоев при температурах подложки 5¸300 К. Нами было установлено [5], что в зависимости от степени покрытия конфигурация атомов адсорбата на поверхности существенным образом меняется. Наблюдается ряд структурных фазовых переходов, причем атомы подложки подвергаются существенному воздействию со стороны адсорбированного хлора уже при самых малых покрытиях. Установлена существенная трансформация (упругая деформация) атомов золота при адсорбции хлора (межатомные расстояния в подложке в локальной области увеличиваются на 19 %) что приводит к формированию линейных атомных цепочек с межатомными расстояниями между атомами хлора 3.8 Å, что существенно меньше чем в двумерных структурах (ÖÖ3)30°-Cl (5.0 Å), наблюдаемых при более высокой степени покрытия, θ>0.2. Получены и изучены процессы формирования молекулярных структур типа Au(111)-AuCl2, не существующих в свободном пространстве.

 

На поверхности Ag(111) хлор формирует ряд сложных поверхностных наноструктур размерами 5-30 Å, переходы между которыми имеют особенности фазовых переходов как первого, так и второго рода. По мере роста степени покрытия хлором наблюдаются линейные атомные цепочки, двумерные структуры  (ÖÖ3)30°-Cl, краудионы (двумерные дефекты внедрения), доменные стенки, реконструированные двумерные кластеры со структурой 3×3, атомные кластеры Ag3Cl7.

 

На основании полученных данных в дальнейшем планируется проведение низкотемпературной модельной реакции окисления стирола на поверхности Ag(111) и Au(111), как чистой, так и функционализированной хлором.

Цитируемая литература

[1] Komeda T.,  Chemical identification and manipulation of molecules by vibrational excitation via inelastic tunneling process with scanning tunneling microscopy, Progress in Surface science, vol. 78, pp. 41–85, 2005.

[2] Wiesendanger R., Spin mapping at the nanoscale and atomic scaleIvanov, Rev. Mod. Phys., vol. 81, pp. 1495-1550, 2009.

[3] Tanaka K., Surface Nano-Structuring by Adsorption and Chemical Reactions, Materials, vol.3, pp.4518-4549, 2010.

[4] Freund H.-J., Model Studies in Heterogeneous Catalysis, Chem. Eur. J., vol.16, pp.9384 – 9397, 2010

[5] Труды ИОФАН, том 66: Структурные фазовые переходы в хемосорбированных слоях. Под ред. К.Н. Ельцова. М.: Наука, 2010, 208 C.

Категория: Наука
Опубликовано 13.04.2013 11:39
Просмотров: 2107