Transfert de charge sur les surfaces d'argent recouvertes de chlore

par Elena Magdalena Staicu Casagrande

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Vladimir Esaulov.

Soutenue en 2002

à Paris 11, Orsay .


  • Résumé

    Cette thèse présente l'étude expérimentale des processus de transfert de charge entre des particules atomiques et les surfaces d'argent Ag(III), Ag(110) et Ag(l00) exposées au chlore. La motivation de ce travail est donné par l'influence de l'adsorption dans la promotion ou dans l'empoisonnement de réactions en surfaces. Nous avons étudié l'effet de la couverture de chlore sur les taux de capture et de perte d'électrons dans l'interaction des atomes (ions négatifs) de fluor, hydrogène et oxygène avec une surface d'argent. Le taux de formation de F diminue fortement à des basses couvertures correspondant à la chimisorption du chlore, lors de la diffusion des ions sur les trois surfaces Ag(111), Ag( 110) et Ag(100). A des grandes couvertures de chlore on trouve une grande probabilité de capture d'électrons que sur Ag(111), où des îlots de cristal ionique d'AgC1 se forme. Dans le cas de H ̄et O ̄le processus de transfert de charge a été étudié lors de l'interaction sur Ag(111) en fonction de la couverture de chlore. Des fortes oscillations de la probabilité de formation des ions négatifs sont observées en fonction de l'exposition au chlore. Ce comportement est expliqué par des changements de la structure électronique et par les modifications dans les positions et les largeurs des niveaux des anions à des différentes phases de l'adsorption, dus principalement à l'interaction avec les niveaux Cl(3p). Les grandes couvertures sont associées à une grande probabilité de capture d'électrons correspondant à la formation du cristal AgCl sur Ag(111). L'effet de l'environnement chimique dans la neutralisation des ions positifs sur des surfaces couvertes de chlore a été étudié lors de l'interaction de H+, Ar+, Ne+ and He+ avec les surfaces d'argent exposées au chlore. La modification de la couverture de chlore dans la région correspondant à la chimisorption du chlore induit une oscillation non linéaire de la probabilité de neutralisation des ions H+, Ar+, Ne+. Cela peut être associé à des changements de la structure électronique à cause de la présence de l'adsorbat. L'augmentation de la couverture amène la remontée des fractions d'ions diffusés sur Ag( 111), à cause de la diminution de la neutralisation sur les cristaux ionique de AgCl présents sur cette surface. Dans le cas de l'ion He+, on associe les modifications observées au processus de transfert de charge quasi-résonant qui implique le niveau 3s de chlore adsorbé.


  • Résumé

    This work presents a study of changes in electron transfer processes between atomic particles and Ag(111), Ag(110) and Ag(100) surfaces exposed to chlorine. The general motivation of our study is the analyse of electronic effects in the promotion and poisoning of reactions on surfaces. Results of a study of changes in electron capture and loss rates in the interaction of fluorine, hydrogen and oxygen atoms and anions are reports for a wide range of coverages. A strong decrease is observed in the F ̄formation rates at low coverage in chemisorptions conditions on the chlorine-covered Ag(111), Ag(110) and Ag(100). The observed decrease is assigned to changes in local electronic structure at and in the vicinity of the adsorbate site and modifications in positions and widths of the anion levels. At high coverages a higher electron-capture probability is found on Ag(III), corresponding to the appearance of chlode islands. In the case of H ̄and O ̄the capture and loss rates are reported for chlorine surface Ag(111). Strong oscillatory changes in anion formation rates are observes as a function of chlorine coverage. These changes are discussed in terms of changes in local electronic structure and modifications in positions and widths of the anion levels at different phases of chlorine adsorption and in particular to interaction of the projectile with the adsorbed Cl(3p) levels. At high coverages, a higher electron capture is found, corresponding to the formation of the cristal AgCl on Ag(111). The effect of chemical environment on the neutralisation of ions with adsorbate covered surfaces was investigated in the case of H+, Ar+, Ne+ ans He+ scattered on the three surfaces exposed to chlorine. Changes in coverage in the submonolayer region of chlorine adsorption induce an non-linear oscillation of electron transfer probabilities for H+. Ar+, Ne+. This can be relates to changes in the electronic structure due to the presence of the chlorine levels. With increasing chlorine adsorption the fractions obtained on Ag(111) are affected by the appearance of chloride island on Ag(111). In the case of more highly bound He, we assigned the observed changes to modifications in quasi-resonant charge transfer rates involving the Cl(3s) level.

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Informations

  • Détails : 157 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.[143]-[146].

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : M/Wg ORSA(2002)65
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