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Active oxidation of Cu$$_{3}$$Au(110) using hyperthermal O$$_{2}$$ molecular beam

超熱O$$_{2}$$分子ビームを用いたCu$$_{3}$$Au(110)表面の活性化酸化過程

岡田 美智雄*; 寺岡 有殿

Okada, Michio*; Teraoka, Yuden

超熱O$$_{2}$$分子ビーム(HOMB)によるCu$$_{3}$$Au(110)表面の酸化過程をシンクロトロン光源のX線光電子分光を用いて調べた。酸素吸着曲線の入射エネルギー依存性から、前駆体を経由した解離吸着が起きていることがわかった。その過程ではO$$_{2}$$分子はより低い活性化障壁の位置まで表面を移動して解離する。Cu$$_{3}$$Au(110)表面上でのO$$_{2}$$分子の解離吸着はCu(110)表面での熱エネルギーO$$_{2}$$分子の吸着と同程度に起こる。一方、分子ビームの入射エネルギーでは直接的な解離吸着が起こる。この過程はより高い活性化障壁を持っており、また、金との合金化によってCu(110)の分子ビーム酸化に比べて反応性が低い。Cu$$_{3}$$Au(110)表面の酸化でCuの析出が進行するのはCu$$_{3}$$Au(100)表面の場合と類似している。2eVの分子ビーム照射でCu$$_{2}$$Oが生成することはCu原子の拡散が酸化反応にも寄与することを意味している。

Oxidation of Cu$$_{3}$$Au(110) using a hyperthermal O$$_{2}$$ molecular beam (HOMB) was investigated by synchrotron X-ray photoemission spectroscopy. From the incident energy dependence of the O-uptake curve, the precursor-mediated dissociative adsorption occurs, where the trapped O$$_{2}$$ molecule can migrate and dissociate at the lower activation-barrier sites. Dissociative adsorption of O$$_{2}$$ on Cu$$_{3}$$Au(110) is as effective at the thermal O$$_{2}$$ exposure as on Cu(110). On the other hand, at the incident energies of HOMB where the direct dissociative adsorption is dominant, the dissociative adsorption of O$$_{2}$$ takes place with a higher activation barrier and less reactivity due to Au alloying comparing to the HOMB oxidation of Cu(110). The dissociative adsorption progresses with the Cu segregation on Cu$$_{3}$$Au(110) similarly as on Cu$$_{3}$$Au(100). The growth of Cu$$_{2}$$O for 2 eV HOMB suggests that the diffusion of Cu also contribute to the oxidation.

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分野:Chemistry, Physical

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