Dynamik kollektiver Transportprozesse an Oberflächen von Metallelektroden

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Im vorliegenden Projekt soll über in-situ Rastertunnelmikroskop-Untersuchungen mit hoher Zeitauflösung (Video-STM) die Dynamik von kollektiven Transportprozessen an Metalloberflächen in elektrochemischer Umgebung untersucht werden. Dabei handelt es sich um Prozesse bei denen sich nanoskalige Strukturen in der obersten Atomlage, wie lokal anders geordnete Oberflächenbereiche oder Versetzungslinien, als zusammenhängende Einheiten lateral bewegen. Mechanismen und Dynamik solcher kollektiven Prozesse sollen am Beispiel elementarer Einheiten der Oberflächenrekonstruktionen von Au(100) und Au(111) ("hex" bzw. "hcp" Streifen) sowie ähnlicher Strukturen in ultradünnen Au Schichten auf Pt(1 11) im Detail geklärt werden. Dazu soll die Bewegung isolierter "hex" bzw. "hcp" Streifen in der Oberfläche mittels Video-STM bei variabler Temperatur (0 - 40°C) und in Abhängigkeit von Potential und Elektrolytzusammensetzung verfolgt, quantitativ analysiert und mit statistischen Modellen beschrieben werden. Damit sollen die Diffusionsmechanismen, die für die hohe laterale Mobilität dieser Strukturelemente verantwortlich sind, geklärt und die zugehörigen Aktivierungsenergien bestimmt werden. Zusammen mit unterstützenden Dichtefunktionaltheorie und Frenkel-Kontorowa Rechnungen sollten diese Arbeiten grundlegend zum Verständnis des komplexen dynamischen Verhaltens dieser gut definierten, nanoskaligen Strukturen und dessen Beeinflussung durch die elektrochemische Umgebung beitragen.