Rastertunnelmikroskopische Untersuchung elektroneninduzierter Prozesse von D2O auf fcc (111)-Metalloberflächen

Diplomarbeit aus dem Jahr 2003 im Fachbereich Physik - Sonstiges, Note: 1,5, Freie Universität Berlin (Institut für Experimentalphysik), Sprache: Deutsch, Abstract: Molekulare Prozesse, wie Dissoziation, Diffusion und Desorption an Oberflächen können sowohl thermisch als auch athermisch ausgelöst werden.Diese Arbeit beschäftigt sich mit der athermischen Auslösung solcher Prozesse mittels Elektronen. Im ersten Teil beschreibe ich den Aufbau einer Apparatur, mit deren Hilfe heiße Elektronen in einer Metalloberfläche erzeugt werden.Hierfür wird ein Tieftemperatur-Rastertunnelmikroskop (LT-STM - low temperature - scanning tunneling microscope), wie es in der Arbeitsgruppe von Prof. K.-H. Rieder bereits mehrfach verwendet wird, neu aufgebaut und so modifiziert, dass eine möglichst störungsfreie, optische Einkopplung eines fs-Lasers erreicht wird. Die Erzeugung der Elektronen mit dem Laser bietet dabei eine Polarisations-, Energie- und Zeitauflösung, wohingegen das STM eine atomare Ortsauflösung ermöglicht. Durch die Kombination der Methoden, wird es nicht nur möglich sein, Reaktionsraten oder spektrale Eigenschaften zu bestimmen, sondern auch Aussagen über die Ortsabhängigkeiten von Oberflächenreaktionen treffen zu können. Im zweiten Teil beschreibe ich wie Elektronen aus der Spitze des STM verwendet werden, um diese molekularen Prozesse im System Wasser auf Au(111) und Wasser auf Ag(111) auszulösen. Dabei ist die Abhängigkeit der Diffusion von der Energie der Elektronen als auch von der Zeit, in der die Anregung der Moleküle erfolgt, untersucht worden. Es wird außerdem untersucht, inwiefern sich bei der Verwendung von D2O ein Isotopeneffekt bemerkbar macht. Dazu werden die Ergebnisse der Messungen mit dem bereits untersuchten System H2O auf Cu(111) verglichen.