碱金属正离子与铜、钯表面及其氧化物超薄膜体系散射中性化实验的研究
结题报告
批准号:
11474140
项目类别:
面上项目
资助金额:
93.0 万元
负责人:
陈林
依托单位:
学科分类:
A2101.原子分子结构、碰撞与谱学
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
郭艳玲、沈洁、周虎、贾娟娟、李远、丁斌、李国朋、刘亦然
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中文摘要
研究粒子-氧/过渡金属体系电荷转移对氧化、侵蚀、多相催化等工业领域的发展具有重要意义。碱金属正离子中性化技术是探测该体系电荷转移的有效途径。然而此类研究很少,人们不清楚中性化机理,甚至对过渡金属表面的中性化机理也没有定论。因此我们结合已有的研究基础,拟采用位置灵敏探测技术与飞行时间谱等技术,开展低能碱金属正离子与过渡金属Cu、Pd表面及其氧化物超薄膜体系散射中性化的实验。将0.2-5keV的Li+、Na+离子由离子枪引出,分别与过渡金属和其氧化物超薄膜表面散射。通过调节入射能量、入射角度以及薄膜厚度来研究表面氧化过程中复杂的表面环境对中性化的影响,并与Cu、Pd表面的结果进行对比,从而揭示表面几何结构和电子结构变化与中性化的微观联系,弥补宏观表面功函不能完全解释共振中性化的不足。该项目不仅为碱金属离子中性化技术的应用积累研究数据,而且有助于理解粒子-氧/过渡金属体系的电荷转移机理。
英文摘要
Particle-O/transition metal interactions play an important role in a number of technological processes, such as oxidation, corrosion, and heterogeneous catalysis.A good approach to studying the charge transfer process is the neutralization of alkali positve ions. However, such studies are fairly scarce and we do not understand the neutralization mechanism,even on the transition metals. We thus plan to study the neutralization of low-energy alkali positve ions scattering on transition metal surfaces (Cu,Pd)and O/transition metal collision systems, based on our recent work, using the time-of-flight and position-sensitive technique. The 0.2-5keV Li+,Na+ ions from the ion gun scatter from the surface in the ultrahigh chamber. Change the incident energy, incident angle and the thickness of the ultrathin films, we can investigate the role of the oxygen adatoms as compared with the results from the bare metal surface,find out the relationship between neutralization and the geometrical structure and electronic properties and complement the weakness of the surface workfunction to explain the renonant neutralization. This not only collects the research data for the application of the alkali ion neutralization,but also is helpful for understanding the charge transfer mechanism for particle-O/transition metal system.
本项目完成了低能碱金属正离子、负离子电荷转移与入射角、入射能、方位角、不同表面等关联的实验与理论工作。实验上,我们建立了飞行时间散射反冲粒子质谱。首次测量了Li+、Na+离子与多种金属、氧化物表面散射的中性化份额与入射能、入射角、方位角、吸附量的依赖关系。我们证实了文献报道的非单调中性化结果,系统研究了非单调中性化份额与表面功函、入射能、入射角的关系:表面功函显著影响中性化份额及其变化趋势;非单调入射能、入射角依赖的中性化份额的本质相同,但不能用功函解释。理论上,首次修正BN模型,并开展理论计算。在高出射速度、低出射角处,平行速度显著增强中性化。在高出射速度处,入射离子能级下移显著提升中性化。但考虑了平行速度效应与入射离子能级下移的BN模型,仍不能解释极低能区高中性化实验结果。这需要我们进行更深入的机理分析。另外,我们利用飞行时间散射反冲质谱研究了水在Cu(110)室温吸附、解离、氧化过程,并首次在掠射条件下开展了负离子与水/Cu(110)体系散射实验,研究了垂直入射速度、表面功函对负离子份额的影响。在这些研究中,我们发展了新的实验技术,对碱金属离子中性化机理的认识进一步加深,使我们处于该领域的国际前沿,并把离子表面碰撞电荷转移研究推向更复杂的吸附表面。基于该项目,我们发表SCI论文10篇,其中二区文章6篇,培养研究生8名。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Dissociation and Charge Transfer of H2O on Cu(110) Probed in Real Time Using Ion Scattering Spectroscopy
使用离子散射光谱实时探测 Cu(110) 上 H2O 的解离和电荷转移
DOI:10.1021/acs.langmuir.6b03516
发表时间:2016
期刊:Langmuir
影响因子:3.9
作者:Lin Chen;Jianjie Lu;Pinyang Liu;Lei Gao;Yuefeng Liu;Feifei Xiong;Shunli Qiu;Xiyu Qiu;Yanling Guo;Xiemng Chen
通讯作者:Xiemng Chen
Understanding charge transfer of Li+ and Na+ ions scattered from metal surfaces with high work function
了解从高功函数金属表面散射的 Li 和 Na 离子的电荷转移
DOI:10.1088/1674-1056/25/8/083401
发表时间:2016
期刊:Chinese Physics B
影响因子:1.7
作者:Chen Lin;Wu Wen-Bin;Liu Pin-Yang;Xiao Yun-Qing;Li Guo-Peng;Liu Yi-Ran;Jiang Hao-Yu;Guo Yan-Ling;Chen Xi-Meng
通讯作者:Chen Xi-Meng
Dynamical resonant charge transfer of fast C–, O–, F– ions and water covered Si(111) surface
快速 C-、O-、F-离子和水覆盖的 Si(111) 表面的动态共振电荷转移
DOI:10.1016/j.vacuum.2016.12.008
发表时间:2016
期刊:Vacuum
影响因子:4
作者:Feifei Xiong;Lei Gao;Yuefeng Liu;Jianjie Lu;Pinyang Liu;Shunli Qiu;Xiyu Qiu;Yanling Guo;Ximeng Chen;Lin Chen
通讯作者:Lin Chen
DOI:DOI: 10.1021/acs.langmuir.6b03516
发表时间:2016
期刊:Langmuir
影响因子:3.9
作者:Lin Chen;Jianjie Lu;Pinyang Liu;Lei Gao;Yuefeng Liu;Feifei Xiong;Shunli Qiu;Xiyu Qiu;Yanling Guo;Xiemng Chen
通讯作者:Xiemng Chen
Role of projectile energy and surface work function on charge transfer of negative ions grazing scattering on dissociated H2O-covered Cu(110)
抛射能量和表面功函数对离解 H2O 覆盖的 Cu(110) 上负离子掠射电荷转移的作用
DOI:10.1016/j.apsusc.2017.09.246
发表时间:2018-01
期刊:Applied Surface Science
影响因子:6.7
作者:Lei Gao;Yachao Zhu;Yuanqing Shi;Pinyang Liu;Yunqing Xiao;Fei Ren;Lin Chen;Yanling Guo;Ximeng Chen
通讯作者:Ximeng Chen
低能负离子和原子掠射贵金属(111)和(110)晶面的电荷转移研究
  • 批准号:
    11104124
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    29.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    陈林
  • 依托单位:
国内基金
海外基金