54 / 126
יום תחמוצת מתכת יוצר שכבה של
אטומים משטחיים הנמצאים בתת-
קואורדינציה. במצב ריק, תת-תיאום זה
גורם לרלקסציה משמעותית של פני השטח:
המרחקים הבין-אטומיים סוטים באופן
משמעותי ממיקומם בפנים הגביש. עבור פני
גביש נתונים, ישנן אפשריות סיומות מרובות
נבדלות - חתכים מקבילים מרובים דרך הגביש
- שכל אחת מהן עשויה להיות שונה באנרגיית
פני השטח שלה. הוספת מים למשטח תחמוצת
מובילה בדרך כלל לספיחה דיסוציאטיבית של
לפחות חלק מהשכבה הראשונה של מולקולות
מים ולרלקסציה ורקונסטרוקציה אפשריות של
המשטח. באופן ברור, דרגת אטום פני השטח
בתת-קואורדינציה חייבת לרדת לאחר תגובה
שכזו עם מים, אך סיומת פני השטח המועדפת
מבחינה תרמודינמית עשויה להשתנות גם
כפונקציה של הפוטנציאל הכימי של המים,
הדורשת העברת מסה של שכבה/ות של אטומי
מתכת אל פני השטח או מהם. אילו היה ניתן
לעקוב אחר הרלקסציה / הרקונסטרוקציה של
בחינהאופטיתשל פונוניםמשטחיים באמצעות
ספקטרוסקופייתתנודותספציפית למשטח
פני השטח כפונקציה של הפוטנציאל הכימי של
), היה ניתן לרכוש תובנות
pH
המים והחומציות (
רבות לגבי הכימיה של משטח התחמוצת.
טכניקות מבוססות עקיפה של אלקטרונים
או קרני רנטגן חוקרות באופן רגיש את
המרווחים הבין-שכבתיים בתחמוצות, אך
הן ממצעות מרחבית במישור פני השטח
ואינן רגישות למימן. המאפיינים של תנודות
הסריג, הפונונים, המשקפים באופן רגיש את
הפוטנציאל הבין-אטומי, רגישים לקשרי
מתכת - מימן או מימן - חמצן, ולכן אמורים
להוות חקירה רגישה של הרלקסציה /
הרקונסטרוקציה של פני השטח. עם זאת,
קשה להפריד את התגובה הספקטרלית הנובעת
ממספר קטן של אטומים ליד פני השטח מזו
הנובעת מהמספר הגדול בהרבה שבגוף הגביש.
בגלל המהלך החופשי הממוצע הקטן של
האלקטרון, ספקטרוסקופיית אובדן אנרגיית
) יכולה בדרך כלל לספק
EELS
האלקטרון (
תובנה שכזו עבור משטחי תחמוצת במצב ריק.
עם זאת, מכיוון שבסופו של דבר ברצוננו לחקור
Application Note Dev. ANDOR
פונונים של פני השטח כפונקציה של פוטנציאל
אינה ישימה.
EELS
כימי של מים,
אנו מתגברים על בעיה זו על ידי יישום של
.
)VSF
ספקטרוסקופיית תדירות סכום התנודות (
, התפוקה של שכבות פולסים
VSF
במדידת
אינפרה אדומים ושכבות נראות לעין נחפפת
במרחב ובזמן באזור הממשק, והפליטה בסכום
התדרים של השדות הפוגעים מנוטרת. פליטת
סכוםתדירויות זו שימושית מפני שהיא ספציפית
לממשק לפי כללי ברירת הסימטריה שלה והיא
מהווה ספקטרוסקופיה: בעת שמכוונים את
התדר של שדה האינפרה-אדום הפוגע לזה של
תנודה על פני השטח, מחצית הפליטה עולה פי
. אחת התוצאות של דרישות הסימטריה היא
10>
כי המצב חייב להיות גם אינפרה אדום וגם פעיל
. במאמר זה נתאר
VSF
רמאן על מנת להיות פעיל
לחקירת
VSF
את היישום של ספקטרוסקופיית
התגובה הספקטרלית של פונון פני השטח של
עם סיומת הריק שלה,
-AI
2
O
3
)0001)
משטח
ובשיווי משקל עםמים בחומציות בערך נייטרלית
וברקונסטרוקציות ביניים.
ס
ELECTRO OPTICS & CAMERA
מוסף מיוחד
New-Tech Magazine l 54