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Effects of vibrational and rotational excitations on the dissociative adsorption of O$$_{2}$$ on Cu surfaces

Cu表面での酸素分子の解離吸着に対する振動及び回転励起効果

盛谷 浩右*; 津田 宗幸*; 寺岡 有殿; 岡田 美智雄*; 吉越 章隆 ; 福山 哲也*; 笠井 俊夫*; 笠井 秀明*

Moritani, Kosuke*; Tsuda, Muneyuki*; Teraoka, Yuden; Okada, Michio*; Yoshigoe, Akitaka; Fukuyama, Tetsuya*; Kasai, Toshio*; Kasai, Hideaki*

Cu(111), Cu(110), Cu(001)表面に酸素分子は解離吸着する。その吸着曲線を超音速酸素分子線と放射光光電子分光を用いて調べた。吸着確率は酸素分子の並進運動エネルギーに依存して大きくなる。ノズル温度を最大1400Kまで加熱して並進運動エネルギーを0.5eVに保ったまま酸素分子の振動・回転運動を励起した。1000K程度までは酸素分子の吸着確率はノズル温度に依存して増加したが、1400Kでは逆に低下した。この現象は、吸着確率は振動励起によって増加するが、回転励起によって現象するためと解釈された。

Oxygen molecules adsorbe dissociatively at Cu(111), Cu(110), and Cu(001) surfaces. The oxygen uptake curves were investigated by using supersonic molecular beam techniques and photoemission spectroscopy with synchrotron radiation. Adsorption probability increased with increasing translational kinetic energy of oxygen molecules. Vibrational and rotational levels of oxygen molecules were excited by elevation of nozzle temperature up to 1400 K keeping the incident energy of 0.5 eV. Although the adsorption probability increased with increasing nozzle temperature by 1000 K, it decreased inversely around 1400 K. These phenomena were interpreted as adsorption probability increase by vibrational excitation and decrease by rotational excitation.

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