Adsorption of Acetic Acid on Ge(100) Surface
The adsorption structure of acetic acid on Ge(100) at room temperature has been studied with scanning tunneling microscopy (STM) and ab initio pseudopotential calculations. The conversion of acetic acid to acetate on Ge(100) surface occurs by dissociation of the O-H bond and by the formation of the Ge-O bond. The abstracted hydrogen saturates the dangling bond of the other Ge dimer atom or is diffused to neighbor dimer. Our STM results illustrate the different adsorption configurations: (i) by using only one oxygen (unidentate form) or both oxygen atoms (bidentate form). Bidentate structures are divided into two types: in the end-bridge structure two Ge-O bonds bridge the ends of two adjacent dimers in a dime row which is oriented parallel to the dimer row, and in the on top structure two Ge-O bond bridge on the single dimer which is oriented perpendicular to the dimer row. Acetic acid exposed surfaces were annealed to investigate the annealing effect. When the binding energies of possible products were computed on the Ge(100) surface, the on top structure are more stable than other geometries. However on top bidentate products are observed only after annealing. It can be seen thermodynamically preferred over the bidentate product.
Adsorption of Benzoic Acid on Ge(100) Surface
The adsorption of benzoic acid molecule onto the Ge(100) surface was investigated using scanning tunneling microscopy (STM) at room temperature. The bright protrusions are observed in the filled - state STM image $(V_s = - 2.0 V)$ and contributed to adsorbed benzoate molecules onto the Ge dimer. We measured the voltage dependent STM images to investigate the detailed geometry. At low coverage, adsorbates show round shaped-bright protrusions which are two types of adsorption structures. Benzoic acid molecule binds to a Ge-Ge dimer via Ge-O linkage through the dissociation of O-H bond on Ge(100). In case of A feature, benzoate forms a unidentate structure. At $V_s$ = - 0.8 V, dark area is clearly identified in adsorption site, indicating the Ge-H bond. In case of B feature, benzoate forms a bridge between two neighboring dimer rows. This configuration is independent on bias voltage. By annealing feature A are converted into feature B. It suggests that feature B is more stable adsorption structure thermodynamically than feature A.
Ge(100) 표면에서 아세트산의 흡착
실온에서 Ge(100)에서 acetic acid 의 흡착 구조를 주사 탐침 현미경과 전자 밀도 함수법에 의해 연구하였다. Ge(100) 표면에서 아세트산의 아세테이트로의 전환은 O-H 결합의 해리와 Ge-O의 결합 형성으로 생겨난다. 해리된 수소는 다른 Ge 원자의 dangling bond를 포화시키거나 이웃 다이머로 확산된다. 우리의 STM 결과는 서로 다른 흡착 배열을 보여준다. (i) 단지 한 개의 산소 원자를 사용한 unidentate 형태와 (ii) 양쪽 산소 원자를 모두 사용한 bidentate 형태 Bidentate 구조들은 두 가지 종류로 나누어 진다. End bridge 구조에서는 두 개의 Ge-O 결합들이 다이머 row에 평행하게 위치 한 다이머들의 끝에 다리 결합을 한다. 그리고 다이머 row에 수직하게 위치한 한 개의 다이머에 두 개의 Ge-O 결합이 다리결합을 하는 on top 구조에서, 표면에 노출된 아세트산은 달구어지는 효과를 조사하기 위하여 열을 가하였다. 가능한 생성물들의 결합 에너지를 Ge(100) 표면에서 계산했을 때, on top 구조가 다른 구조들보다 훨씬 더 안정하다. 그러나 on top bidentatne 생성물은 열이 가해진 후에만 관찰된다.
Ge(100) 표면에서 벤조산의 흡착
Ge(100) 표면에서 주사 탐침 현미경을 사용하여 벤조산 분자의 흡착을 실온에서 관찰하였다. 밝은 돌출부들은 filled - state STM image $(V_s= - 2.0 V)$ 에서 관찰되었고 이것은 Ge 다이머에 흡착된 벤조에이트로부터 기인한 것입니다. 우리는 voltage에 의존하는 STM images들을 세부적인 구조들을 측정하기 위해 측정하였다. 적은 덮임률에서, 흡착종들은 두 개의 흡착 구조를 갖는 둥근 모양의 밝은 돌출부들을 보였다. 벤조산 분자는 Ge(100)에 O-H 결합 해리를 거쳐 생긴 Ge-O 결합으로 Ge-Ge 다이머에 결합한다. Feature A의 경우에는, 벤조에이트는 unidentae 구조를 형성한다. -0.8V 에서는 Ge-H 결합을 표현하는 dark 영역이 흡착 자리에서 분별된다. Feature B의 경우에서 벤조에이트는 두 개의 이웃하는 다이머 row들 사이에 다리 결합을 한다. 이 배열은 bias voltage에 의존하지 않는다. 열에 의해 feature A는 feature B로 변환된다. 이것은 feature B가 feature A 보다 열역학적으로 훨씬 더 안정한 구조라는 것을 제안한다.
