Wasseradsorption auf NiO(100) im Gleichgewicht und Nicht-Gleichgewicht

Kurzfassung

In Nichtgleichgewichtsmessungen wurde Wasser bei 120 K auf NiO(100) adsorbiert und mit UPS, XPS und TPD charakterisiert. H2O adsorbiert molekular, die Multilage desorbiert ab 133 K, die Monolage mit Kinetik 1. Ordnung und einem Maximum bei 201 K sowie einem stärker gebundenen Zustand bei 220-260 K. Die Austrittsarbeit nimmt bei einer Adsorption von 1-3 Monolagen Wasser um 0,8 eV ab. Bei einer ständigen Wasserzufuhr können Adsorptionszustände auch bei höheren Temperaturen besetzt und ein Adsorptions-Desorptions-Gleichgewicht erreicht werden. Der Monolagenadsorptionszustand im Gleichgewicht unterscheidet sich nicht von dem im Nichtgleichgewicht. Allerdings wird nach Angebot einer großen Dosis Wasser auch OH oder stark chemisorbiertes H2O beobachtet. Die Multilage Wasser, die bei 142 K unter ständigem Wasserangebot kondensiert wurde, weist gegenüber der bei tieferen Temperaturen kondensierten Multilage eine um ca. 1,4 eV geringere Austrittsarbeit auf, was auf einen Phasenübergang schließen läßt. Es könnte sich dabei um den Übergang von amorphem zu kubischem Eis handeln.