The adsorption structures of pyrrole ($C_4H_5N$) on the Ge(lOO) surface at various coverages have been investigated by scanning tunneling microscopy (STM). Pyrrole molecule binds to a on Ge-Ge dimer via Ge-N covalent linkage through the dissociation of N-H or α-C-H bond. However, if there is pre-adsorbed H atoms on the Ge(lOO) surface, the dissociated H atom is likely to adsorb on the neighboring Ge dimer atom where the pre-adsorbed H atoms located and thus the H-dissociated pyrrole binds to the adjacent Ge dimer of the doubly H-occupied dimer. In addition, we may conclude that the H-dissociated pyrrole diffuses toward the stable adsorption site after N-H or α-C-H bond dissociation. Among the adsorption geometries, N-end-on configuration induced by the N-H dissociation is dominant above 0.1 ML. At the saturation coverage, the pyrrole molecules bind to every dimer to form a ordered P(2\times2) structure.
이 논문에서는 Ge(lOO) 표면 위에서 pyrrole 분자의 화학흡착에 관해서 연구했다. 실시간 주사 터널링 현미경을 이용한 실험을 통해서 세 가지 다른 흡착구조에 의한 feature들을 상온에서 확인할 수 있었다. 첫 번째 흡착구조는 N-H 결합 또는 α-C-H 결합의 해리에 의한 Ge-N, α-C-N의 공유결합을 통해서 Ge-Ge dimer에 흡착하는 과정을 가지며 이 구조는 STM image에서 밝게 돌출된 점들로 보여진다. 두 번째와 세 번째 홉착구조의 STM image를 통해서 Ge(lOO)표면 위에 pyrrole 분자의 흡착에 있어서 수소 원자가 미치는 영향에 대해서 알 수 있었다. 이 구조들은 N-H 결합 또는 α-C-H 결합의 해리가 일어난 후,떨어진 수소원자가 이미 수소가 흡착 되어있던 Ge dimer의 남아있는 Ge 원자위에 흡착하는 과정을 거친다. 그리고 난 후, 두 번째 구조에서는 해리된 pyrrole이 두 개의 수소원자들이 흡착된 Ge dimer의 앞이나 뒤 dimer에 흡착을 하게 되고, 세 번째 구조에서는 해리된 pyrrole이 확산하여 더욱 안정한 근처의 Ge dimer에 흡착하게 된다.
이러한 세 가지의 흡착과정에 의한 구조 중에서 첫 번째 구조가 0.1 ML의 덮힘량 이후에는 가장 많은 비율을 차지한다. 0.5 ML의 포화 덮힘량에서 pyrrole분자들은 매 Ge dimer 마다 흡착을 하게 되면서 P(2\times2) 의 잘 정렬된 구조를 형성한다
