Heliumstreuung an molekularen Physisorbaten auf NaCl-, MgO- und Diamant-Einkristallflächen: Vom rein ionischen zum rein kovalenten Substrat

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Die Adsorption an definierten Isolatoroberflächen ist ein hochaktuelles Forschungsgebiet; Untersuchungen an Einkristallen sind jedoch noch immer selten. Helium-Atomstrahlstreuung ist für diese Substrate ausgezeichnet geeignet; sie ist nicht destruktiv und absolut oberflächensensitiv. Mit ihrer Hilfe sollen systematisch Strukturen, Wachstumsmodi, Phasenumwandlungen, Phononen und Diffusion in H2/HD/D2-, N2-, CO- und H2O-Adsorbaten an definierten NaCl(001)-, MgO(001)- und - erstmalig - (wasserstoffterminierten) Diamant-Einkristalloberflächen untersucht werden. Durch die Wahl dieser Substrate wird eine Brücke zwischen rein ionischen und rein kovalenten Substraten geschlagen; die Untersuchung der Adsorption an den letztgenannten, sehr glatten Flächen läßt noch stärker durch Wechselwirkungen innerhalb der Adsorbatschicht geprägte Phänomene, als bereits an NaCl und MgO beobachtet, erwarten. Mit den verschiedenen Adsorptiven wird der Bereich von schwacher, durch Quanteneffekte geprägter Physisorption bis hin zu eher starker Adsorption mit Adsorptionswärmen im Bereich von 50-60 kJ·mol-1 abgedeckt. Besondere Bedeutung kommt dabei dem Adsorbat H2O/NaCl(001) zu, das aus einer (1x1)-Symmetrie heraus unter dem Einfluß von Elektronen eine c(4x2)-Überstruktur ausbildet; u.a. die dieser Umwandlung zugrundeliegenden Prozesse sollen hier untersucht werden.