FU Berlin Digitale Dissertation
Stephan Funk : Ultraschnelle Reaktionsdynamik an Oberflächen: Desorption und Oxidation von CO auf Ru(001) induziert durch Femtosekunden-Laserpulse Ultrafast Reaction Dynamics at Surfaces: Desorption and Oxidation of CO on Ru(001) induced by Femtosecond Laser Pulses
|Zusammenfassung| |Inhaltsverzeichnis| |Ergänzende Angaben|

Zusammenfassung Der Energietransfer zwischen Metallsubstrat und Adsorbat findet, vermittelt durch Elektronen und Phononen des Substrats, auf einer ultraschnellen Zeitskala statt. Mechanismen und Zeitskalen dieses Transfers wurden für die Desorptions- und Oxidationsreaktion von CO auf einer Ruthenium(001) Einkristalloberfläche untersucht. Angewendete Verfahren schließen die Bestimmung der Fluenzabhängigkeit und Zwei-Puls-Korrelation der Reaktionsausbeute nach Femtosekunden(fs)-Laseranregung, Flugzeitspektroskopie, Isotopenaustauschexperimente und eine neue Technik zur fs-zeitaufgelösten Schwingungsspektroskopie mittels Summenfrequenzerzeugung (SFG) ein. Die Auswertung basiert auf dem Zwei-Temperatur-Modell, welches die Zeitentwicklung der Temperaturen der Elektronen und Phononen nach Anregung des Substrats mit fs-Laserpulsen beschreibt. Die Gültigkeit dieses Modells wird durch die Vorhersage eines Einbruchs in der Oberflächentemperatur der Phononen bei zeitlichem Überlapp in Zwei-Puls-Korrelationsmessungen untermauert, welcher experimentell beobachtet wurde. Ein Modell reibungsgekoppelter Wärmebäder, beschreibt die zur Reaktion führende Schwingungsheizung des Adsorbat-Substrat-Komplexes durch das angeregte Substrat. Für die Desorption von CO erweist sich die Wechselwirkung mit Substratphononen als treibende Kraft. Eine signifikante Abweichung der Reaktionskinetik vom Gleichgewichtsverhalten wird in der Rate und der Translationsenergie der Produkte beobachtet und in einem dynamischen Bild diskutiert. Nach fs-Laseranregung von CO/O/Ruthenium(001) wird mit der Oxidation von CO ein für dieses Koadsorbatsystem neuer Reaktionspfad beobachtet. Die Aktivierung des O erweist sich dabei als elektronisch getrieben und ratenbestimmend. Die Oxidation läuft demnach zeitlich vor der konkurrierenden Desorption ab, wodurch die Oxidation trotz höherer Aktivierungsenergie erst ermöglicht wird. Mittels Schwingungsspektroskopie lassen sich Aussagen über die Adsorbatbewegung treffen. Dazu wurde ein neues Breitband-IR/Schmalband-VIS SFG-Probeschema implementiert, welches transiente Spektren der innermolekularen C-O-Schwingung unter zur Desorption führenden Anregungsbedingungen liefert.

Inhaltsverzeichnis Die gesamte Dissertation können Sie als gezippten tar-File oder als zip-File laden. Durch Anklicken der Kapitelüberschriften können Sie das Kapitel in PDF-Format laden: 1 Einleitung 1 2 Konzepte und Modelle 7 3 Experimentelles 41 4 Desorption von CO/Ru(001) 65 5 Desorption und Oxidation von CO/O/Ru(001) 87 6 SFG-Spektroskopie von CO/Ru(001) 105 7 Zusammenfassung 121 Literaturverzeichnis 125 Abbildungsverzeichnis 134 Tabellenverzeichnis 136 Stichwortverzeichnis 137

Ergänzende Angaben:
Online-Adresse:	http://www.diss.fu-berlin.de/1999/63/index.html
Sprache:	Deutsch
Keywords:	ultrafast reactions dynamics, surface femtochemistry, substrate mediated photochemistry,
DNB-Sachgruppe:	29 Physik, Astronomie
Klassifikation PACS:	82.50.-m; 82.40.Js; 78.47.+p; 63.20.Kr
Datum der Disputation:	03-Nov-1999
Entstanden am:	Fachbereich Physik, Freie Universität Berlin
Erster Gutachter:	Prof. Dr. Gerhard Ertl
Zweiter Gutachter:	Prof. Dr. Ludger Wöste
Kontakt (Verfasser):	funk@fhi-berlin.mpg.de
Kontakt (Betreuer):	wolf@fhi-berlin.mpg.de
Besondere Bemerkungen:	Weitere Keywords: phonon-electron and phonon-phonon interactions, two-temperature-model, dip in surface temperature, vibrational heating, phonon-adsorbate and electron-adsorbate interactions, energy transfer time, fs-Laser-induced desorption and oxidation, dynamical cooling in translation, isotope effect, vibrations at surfaces, broadband-IR sum-frequency generation (IR-VIS-SFG)
Abgabedatum:	25-Nov-1999
Freigabedatum:	24-Aug-2000

 

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