Journal of the Korean Chemical Society (대한화학회지)

Korean Chemical Society (대한화학회)
권호 표지

Properties of Au Clusters Supported on $TiO_2$ Studied by XPS, ISS, AES, and TPD

XPS, ISS, AES, TPD를 이용한 $TiO_2$ 위에 지지된 Au 클러스터의 특성 연구

  • 김대영 (한림대학교 자연과학대학 화학과)
  • Published : 19981200
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Abstract

Au was dosed on $TiO_2(001)$ film grown epitaxially on Mo(100) surface in about 90 ${\AA}$ thickness. The growth mode of Au, thermal behavior and stability of the Au clusters, and the binding energy shift of Au 4f with the change in the amount of Au loading were studied by Auger Electron Spectroscopy (AES), Temperature Programmed Desorption (TPD) spectroscopy, Ion Scattering Spectroscopy (ISS), and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). Au grows three dimensionally on $TiO_2(001)$ film and the average size of Au clusters prepared at low temperature is smaller than those at higher temperature and the size increases with temperature irreversibly. Au clusters on $TiO_2(001)/Mo(100)$ start evaporation at 1000 K. TPD spectra of Au show very asymmetric peaks with the same leading edges irrespective of the amount of Au loading. The temperature at the peak maximum increases with the amount of Au. The desorption energy of Au obtained from the leading edge analysis of the TPD spectra is about 50 kcal/mol. The initial sticking coefficient of Au on $TiO_2(001)$ is constant in the temperature range of 200-600 K. The binding energy of Au 4f for the Au loaded on the film less than 2.0 MLE shifts to higher energy compared with the bulk Au. The shift is +0.3 eV at 0.1 MLE Au amount.

$TiO_2(001)$ 박막을 Mo(100) 기판에 약 90${\AA}$ 두께로 적층 성장시키고 그 위에 Au를 증착시켜서 Au의 성장모드, 클러스터의 열적 변화, 열적 안정성, 증착량에 따른 Au 4f 전자 결합에너지의 변화를 오제 전자분광법, 열탈착 분광법, 이온 산란 분광법, X-선 광전자 분광법을 이용하여 연구하였다. Au는 $TiO_2(001)/Mo(100)$ 박막에 3차원적인 성장을 하며 낮은 온도에서 성장된 Au 클러스터는 높은 온도에서 성장된 것보다 보다 그 크기가 작고 온도가 높아지면서 클러스터는 비가역적으로 뭉친다. $TiO_2(100)/Mo(100)$에 증착된 Au의 열탈착은 1000 K부터 일어나며, 증착된 Au의 증착량이 많아질수록 더 높은 온도에서 나타난다. 선도 언저리 해석법으로 얻은 Au 클러스터의 탈착에너지는 약 50 kcal/mol이다. Au의 $TiO_2$ 박막에 대한 초기 흡착상수는 기판의 온도 200-600 K 사이에서는 거의 일정하였다. 400 K에서 $TiO_2$ 박막에 2.0 MLE 보다 적은 양의 Au가 증착된 경우에는 Au 4f의 전자 결합에너지가 벌크 Au에 비해서 증가한다. 0.1 MLE의 경우에는 그 결합에너지가 벌크 Au에 비해서 +0.30 eV 이동하였다.

Keywords

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