Video-STM-Untersuchungen der Adsorbatdynamik an elektrochemischen Grenzflächen

• Antragsteller: Professor Dr. Olaf Magnussen
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 111205716

In diesem Projekt soll das dynamische Verhalten einzelner Adsorbate an elektrochemischen Grenzflächen systematisch durch in situ Hochgeschwindigkeits-Rastertunnelmikroskopie (Video-STM) untersucht werden. Diese Messungen sollen in Abhängigkeit von Potential und Temperatur für unterschiedliche anionische (S, I, CN) und kationische (Pb, Te, Fehlstellen) Adsorbate auf Cu(100) und Ag(100) Elektrodenoberflächen durchgeführt werden. Dabei soll die Adsorbatbewegung direkt auf atomarer Skala durch zeitaufgelöste STM Untersuchungen verfolgt werden. Basierend auf einer detaillierten statistischen Analyse dieser Messungen sollen quantitative Daten zu Oberflächendiffusion und Adsorbat-Adsorbat Wechselwirkungen erhalten werden. Insbesondere soll die Rolle koadsorbierter Spezies (Cl, Br, Sulfat) und des Potentials auf die Adsorbatdynamik untersucht werden, um (i) den Ursprung der starken Potentialabhängigkeit des Oberflächentransports zu klären, der in unseren grundlegenden Untersuchungen zur Sad Diffusion auf Cu(100) in HCl Lösung beobachtet wurde, und (ii) den Einfluss der in elektrochemischer Umgebung stets vorhandenen Koadsorbate auf Diffusionsbarrieren und Wechselwirkungsenergien zu bestimmen. Dieses Projekt wird durch einen parallelen Forschungsantrag ergänzt werden, innerhalb dessen thermodynamische und kinetische elektrochemische Daten zu diesen Adsorbatsystemen erhalten werden sollen. Insgesamt sollten diese direkten mikroskopischen sowie komplementären elektrochemischen Untersuchungen grundlegende Einsichten in den Einfluss der elektrochemischen Umgebung auf Diffusion und Wechselwirkungen adsorbierter Spezies erlauben, die wesentliche Elementarprozesse vieler Elektrodenreaktionen darstellen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Kanada
• Beteiligte Person: Professorin Dr. Sylvie Morin