Probing CO on a rutile TiO2(110) surface using atomic force microscopy and Kelvin probe force microscopy
Probing CO on a rutile TiO2(110) surface using atomic force microscopy and Kelvin probe force microscopy
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DOI：
10.1007/s12274-021-3809-x
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发表时间：
2021-09-25
期刊：
影响因子：
9.9
通讯作者：
Li, Yan Jun
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Adachi, Yuuki;Sugawara, Yasuhiro;Li, Yan Jun
探测金属氧化物表面特定位置的一氧化碳（CO）对于表征诸如一氧化碳氧化、加氢以及水煤气变换反应等各种应用至关重要。在此，我们利用原子力显微镜和开尔文探针力显微镜来探测金红石型二氧化钛（TiO₂(110)）表面的一氧化碳。我们的结果表明，通过“推动”模式的排斥侧向力，一氧化碳可沿着钛排被操控。此外，精确操控与局部接触电势差的距离依赖性相结合，使我们能够在原子分辨率下解析一氧化碳的原子间偶极矩和电荷态。因此，我们发现金红石型二氧化钛（TiO₂(110)）表面的一氧化碳带负电，且偶极矩的负极朝下。我们的结果表明，电荷态以及表面偶极相互作用对金红石型二氧化钛（TiO₂(110)）表面的一氧化碳反应都非常有效。
Probing CO at a specific site on a metal oxide surface is essential for characterizing various applications such as CO oxidation, hydrogenation, and water-gas shift reaction. Herein, we use atomic force microscopy and Kelvin probe force microscopy to probe the CO on a rutile TiO2(110) surface. Our results indicate that CO can be manipulated along the Ti row by the repulsive lateral force of " pushing" mode. Furthermore, the joint combination of precise manipulation and the distance dependence of local contact potential difference allow us to resolve the interatomic dipole moment and charge state of CO at atomic resolution. Therefore, we found that the negatively charged CO with the dipole moment of negative pole down on the rutile TiO2(110) surface. Our results suppose that both the charge state as well as the on-surface dipole interaction are very effective for CO reaction on rutile TiO2(110) surface.