Приповерхностные электрические поля ориентационно структурированных адсорбатов
Проведен расчет приповерхностного электрического поля, создаваемого ориентационно-структурированным монослоем полярных молекул. В качестве примера рассматривается квадратная решетка диполей, ориентированных подобно структуре CO/NaCl(100). Показано существенное отличие электрических полей дипольного...
Saved in:
| Published in: | Поверхность |
|---|---|
| Date: | 2006 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка НАН України
2006
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/146475 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Приповерхностные электрические поля ориентационно структурированных адсорбатов / А.В. Снигур, В.М. Розенбаум // Поверхность. — 2006. — Вип. 11-12. — С. 20-28. — Бібліогр.: 28 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860041396203814912 |
|---|---|
| author | Снигур, А.В. Розенбаум, В.М. |
| author_facet | Снигур, А.В. Розенбаум, В.М. |
| citation_txt | Приповерхностные электрические поля ориентационно структурированных адсорбатов / А.В. Снигур, В.М. Розенбаум // Поверхность. — 2006. — Вип. 11-12. — С. 20-28. — Бібліогр.: 28 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Поверхность |
| description | Проведен расчет приповерхностного электрического поля, создаваемого ориентационно-структурированным монослоем полярных молекул. В качестве примера рассматривается квадратная решетка диполей, ориентированных подобно структуре CO/NaCl(100). Показано существенное отличие электрических полей дипольного монослоя и одной полярной молекулы: для монослоя характерно экспоненциально быстрое убывание поля с расстоянием от поверхности, тогда как поле одиночной молекулы убывает по степенному закону. Полученные результаты могут быть использованы для анализа адсорбционных взаимодействий, экранированных монослоем полярных молекул, и для расчетов спектроскопических характеристик адсорбатов, учитывающих поляризационные эффекты в подложке.
A calculation has been carried out of the electric field created by the orientation-structured monolayer of polar molecules near the surface. The square lattice of dipoles oriented like the CO/NaCl(100) structure is examined as an example. A substantial difference is shown between the electric fields of a dipole monolayer and a single polar molecule: the electric field of a monolayer decreases exponentially when the distance from the surface increases, while the field of a single molecule decreases by a power law. The results obtained may be used for an analysis of the adsorption interactions screened by a monolayer of polar molecules, and for the calculations of spectroscopic characteristics of the adsorbates taking into account polarization effects in the substrate.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:56:24Z |
| format | Article |
| fulltext |
Химия, физика и технология поверхности. 2006. Вып. 11, 12. С.20-28
20
УДК 533.723:577.352.4(086.48)
ПРИПОВЕРХНОСТНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПОЛЯ
ОРИЕНТАЦИОННО СТРУКТУРИРОВАННЫХ
АДСОРБАТОВ
А.В. Снигур, В.М. Розенбаум
Институт химии поверхности Национальной академии наук Украины
ул. Генерала Наумова 17, 03164 Киев-164; e-mail: vrozen@mail.kar.net
Проведен расчет приповерхностного электрического поля, создаваемого ориен-
тационно-структурированным монослоем полярных молекул. В качестве примера
рассматривается квадратная решетка диполей, ориентированных подобно структуре
CO/NaCl(100). Показано существенное отличие электрических полей дипольного моно-
слоя и одной полярной молекулы: для монослоя характерно экспоненциально быстрое
убывание поля с расстоянием от поверхности, тогда как поле одиночной молекулы
убывает по степенному закону. Полученные результаты могут быть использованы для
анализа адсорбционных взаимодействий, экранированных монослоем полярных молекул,
и для расчетов спектроскопических характеристик адсорбатов, учитывающих поляри-
зационные эффекты в подложке.
A calculation has been carried out of the electric field created by the orientation-
structured monolayer of polar molecules near the surface. The square lattice of dipoles
oriented like the CO/NaCl(100) structure is examined as an example. A substantial difference
is shown between the electric fields of a dipole monolayer and a single polar molecule: the
electric field of a monolayer decreases exponentially when the distance from the surface
increases, while the field of a single molecule decreases by a power law. The results obtained
may be used for an analysis of the adsorption interactions screened by a monolayer of polar
molecules, and for the calculations of spectroscopic characteristics of the adsorbates taking
into account polarization effects in the substrate.
Введение
Влияние коллективных взаимодействий адсорбированных молекул и структурных
групп атомов на физико-химические свойства поверхности изучалось в Институте
химии поверхности НАН Украины с момента его основания [1]. Эти взаимодействия
приводят к ориентационному упорядочению адсорбата и влияют на характеристики его
колебательного спектра [2, 3]. Рассмотрение электрических полей монослоев адсорбата
представляет практический интерес, поскольку эти поля определяют адсорбционные
взаимодействия, которые могут отличаться от взаимодействий с изолированными актив-
ными центрами поверхности. В случае монослойной адсорбции на кристаллической
подложке латеральные взаимодействия в монослое вместе с адсорбционными потенци-
алами определенной симметрии приводят к формированию разнообразных ориентаци-
онных структур. Сильное экранирование кулоновских взаимодействий металлической
подложкой обусловливает, как правило, нормальные ориентации молекул адсорбата.
Таковы, например, ориентационные структуры молекул СО, адсорбированных на раз-
личных металлических подложках [4]. В отличие от них, диэлектрические адсорбенты
кристаллического строения порождают значительно более широкий спектр ориента-
ционных структур [5]. В этом случае длинные оси молекул могут отклоняться от
21
нормали, а направления их проекций на плоскость решетки целиком определяются
продольными латеральными взаимодействиями.
Подобные структуры регистрируются методами дифракции нейтронов, рентге-
новского излучения и медленных электронов. Примерами таких систем могут служить
монослои N2 [6-9], O2 [10] на поверхности графита (в этом случае длинные оси
молекулы параллельны плоскости поверхности) или монослой СO2/NaCl(100), характе-
ризующийся наклонным расположением адсорбированных молекул по отношению к
подложке. Каждую из этих ориентационных конфигураций можно рассматривать как
две подрешетки однородного монослоя с соответствующими параметрами. Проекции
молекулярных осей на плоскость поверхности образуют структуру с чередующимися
цепочками одинаково ориентированных молекул (исключение составляют лишь моле-
кулы О2). Давыдовское расщепление спектральных линий представляет собой основное
проявление ориентационной упорядоченности адсорбированного слоя, являющегося
двумерную решетку с двумя неэквивалентными молекулами в элементарной ячейке.
Многие адсорбаты, такие как СО2/NaCl(100) [11-14], CO/NaCl(100) [14, 15], CO2,
SO2/CsF(100) [16], HN3/NaCl(100) [17], CO2/MgO(100), CO/MgO(100) [18] и другие,
принадлежат к этому классу. Например, монослой СО2 на NaCl(100) образует (2´1)-
структуру с двумя неэквивалентными молекулами в элементарной ячейке. В экспери-
менте [13] наблюдался дублет расщепленных линий, соответствующих ассиметричному
валентному колебанию n3 (»2345 см-1), где симметричная коллективная мода поляризо-
вана наклонно к поверхности, а антисимметричная – параллельно последней. Деформа-
ционное колебание n2 представляет собой квартет. Не меньший интерес представляет
система CO/NaCl(100): она характеризуется наклонным расположением молекул под
углом 25° к нормали к поверхности и антиферроэлектрическим упорядочением цепочек
при низких температурах (рис. 1), которое разрушается в результате фазового перехода
при Т » 25 К. Эта структурная информация была получена из наблюдаемого давыдо-
вского расщепления спектральной линии валентных колебаний СО на частоте 2155 см-1
при Т < 24 К [19].
Рис. 1. Схематическое изображение (2×1)-структуры монослоя CO/Na(100)
Теоретическая интерпретация подобных структур облегчается благодаря тому,
что азимутальная составляющая угловой зависимости адсорбционного потенциала опре-
деляется симметрией расположения атомов подложки, т. е. кристаллической решеткой
подложки. В результате одиночная молекула может иметь несколько вырожденных рав-
новероятных ориентаций, в то время как латеральные взаимодействия в ансамбле адсор-
бированных молекул снимают вырождение, определяя, таким образом, ориентационную
структуру системы.
22
Ориентационно упорядоченный монослой порождает электростатические поля,
отличные от полей одиночных молекул, что важно учитывать при рассмотрении адсорб-
ции на материалах с модифицированной поверхностью. Кроме того, расчет полей ориен-
тационно упорядоченной дипольной решетки на заданном расстоянии от нее важен и
при учете поляризационных эффектов в подложке. Речь идет о взаимодействии с фик-
тивными диполями-изображениями, которые заменяют действие реального поверх-
ностного заряда, наведенного близкорасположенными молекулами адсорбата [20]. В
связи с этим задача определения электрических полей ориентационно структури-
рованной дипольной решетки представляет интерес и для расчетов спектроскопических
характеристик самого монослоя.
В этой статье представлена методика расчета приповерхностных электрических
полей, создаваемых ориентационно структурированной дипольной решеткой, и пред-
ставлены результаты для квадратной решетки диполей, ориентированных подобно
структуре CO/NaCl(100). В случае регулярной ориентационной структуры монослоя
электрические поля последнего могут быть записаны в виде быстро сходящихся сумм,
которые могут быть вычислены приближенно с наперед заданной точностью. Суще-
ствует несколько подходов к расчету дипольных решеточных сумм. Хорошо известный
метод Эвальда широко используется при расчетах локальных электрических полей,
действующих в узлах трехмерных кристаллических решеток [21]. Для систем с несколь-
кими ориентационно неэквивалентными подрешетками применяется метод Латтинжера
и Тиссы [22, 23]. С помощью его двумерного аналога в [24] рассматривались ромби-
ческие решетки с произвольным углом ромбичности. Другой эффективный метод рас-
чета был разработан Ван дер Хоффом и Бенсоном [25], которые предложили при расчете
сумм по сложным решеткам сначала проводить суммирование по отдельным цепочкам,
а затем учитывать взаимодействие цепочек между собой. Развитие этого метода поз-
волило построить теорию кулоновских взаимодействий в двумерных решеточных
структурах [26].
Методы расчета и результаты
Рассмотрим вначале бесконечную прямоугольную решетку Браве из одинаково
ориентированных диполей с узлами n= n1a1+n2a2, a1 = (a,0,0), a2 = (0,2a,0), n1, n2 = 0,
±1,… При наложении двух таких решеток различно ориентированных диполей,
смещенных относительно друг друга на расстояние a вдоль оси OY, получим инте-
ресующую нас (2´1)-структуру. Поле такой решетки определяется Фурье-компонентой
тензора дипольного взаимодействия с волновым вектором q = 0, которую можно
представить в виде:
å -¶¶
¶
=-
×
n
nq
nR
Rq
ie
RR
D
ba
ab
2
Re),( . (1)
Переходя к суммированию по векторам обратной решетки [2], формулу (1) можно
записать в таком виде:
( )å ×++×+-
+¶¶
¶
-=
h
сhqhq
hq
Rq iZe
RRa
D 1Re),(
2
2
ba
ab p
, (2)
где R = (X, Y, Z) º (r, Z) – радиус-вектор точки наблюдения, q – волновой вектор,
описывающий ориентационную структуру, образуемую диполями. Как уже
упоминалось, для рассматриваемой структуры q следует взять равным нулю, что и будет
23
сделано в окончательных формулах. Вектор h = h1b1 + h2b2, пробегает узлы обратной
решетки с векторами b1 = (2π/a, 0, 0), b2 = (0, π/a, 0).
Окончательно формулы для Фурье-компонент тензора дипольных взаимодей-
ствий имеют следующий вид:
.cos),(
,cos),(
,cos),(
2
2
2
2
2
сhhR
сh
h
R
сh
h
R
h
h
h
h
h
h
××-=
×=
×=
å
å
å
×-
×-
×-
Zzz
Zyy
Zxx
e0Da
e
h
0Da
e
h
0Da
y
x
p
p
p
(3)
По этим формулам проводился расчет. Использовались программы Maple V
Release 5 – Server, a также Microsoft Excel. Первая из них является программой сим-
вольной математики и позволяет вести аналитические расчеты; с ее помощью про-
изводилось вычисление сумм в выражениях (3). Microsoft Excel использовался для
представления расчетов в табличной форме и для сравнения расчетных данных с извест-
ными из литературы частными случаями либо с аналитически решаемыми прибли-
жениями. Точность расчета сумм (3) контролировалась вручную. Гарантировалась схо-
димость рядов с точностью до десятого знака после запятой.
В таблице приведены полученные результаты. Величины 11D соответствуют рас-
положению точки наблюдения над одним из диполей решетки и могут использоваться
при расчете взаимодействия между молекулами подрешетки и ее собственными отраже-
ниями в подложке (эквивалентными действию поляризационного заряда подложки);
величины 12D соответствуют расположению точки наблюдения между узлами решетки,
расположенными вдоль оси OY и описывают взаимодействие диполя одной подрешетки
с отражениями молекул другой подрешетки. Здесь речь идет о вышеупомянутой (2´1)-
структуре. В таблице приведены значения этих величин для разных расстояний Z от
решетки до точки наблюдения. Для величины 11D приведено ее значение за вычетом
вклада от взаимодействия с центральным диполем. Значение этого вклада приведено в
скобках. Как и следует ожидать, при приближении точки наблюдения к решетке эта
величина стремится к бесконечности. В нижней строке таблицы приведены значения
при Z = 0, соответствующие взаимодействию одного из диполей решетки с остальными.
Эти значения взяты из [27]. Как видно, рассчитанные значения стремятся к этим
граничным при уменьшении величины Z до 0. Представляет интерес сопоставление
рассчитанных величин при малых расстояниях от подложки с известными значениями
дипольных сумм для ферроэлектрического и антиферроэлектрического типов упорядо-
чения (2´1)-структуры, описывающих взаимодействие одного из диполей решетки со
всеми остальными [26]. Для получения компонент тензора дипольного взаимодействия
для решетки ферроэлектрического типа достаточно сложить компоненту 11D за вычетом
вклада центрального диполя с соответствующей ей компонентой 12D .
Значения компонент тензоров дипольного взаимодействия D11 и D12 в зависи-
мости от расстояния от плоскости решетки. Данные приведены в безразмерных едини-
цах, что позволяет использовать их для расчета электрических полей квадратных реше-
24
ток с произвольной постоянной решетки а. (Для величины 11D приведено ее значение
за вычетом вклада от взаимодействия с центральным диполем; значение этого вклада
приведено в скобках).
Z/a xxDa 11
3 yyDa 11
3 zzDa 11
3 xxDa 12
3
yyDa 12
3
zzDa 12
3
4 -0,0156 (0,0156) -0,0156 (0,0156) 0,0312 (-0,0313) 4,3592E-10 -6,8837E-05 6,8836E-05
2 -0,1248 (0,1250) -0,0880 (0,1250) 0,2128 (-0,2500) 8,2857E-05 -3,6737E-02 3,6655E-02
1,8 -0,1707 (0,1715) -0,1018 (0,1715) 0,2726 (-0,3429) 0,0003 -0,0687 0,0684
1,6 -0,2415 (0,2441) -0,1126 (0,2441) 0,3541 (-0,4883) 0,0008 -0,1280 0,1272
1,4 -0,3544 (0,3644) -0,1144 (0,3644) 0,4688 (-0,7289) 0,0024 -0,2376 0,2352
1,2 -0,5409 (0,5787) -0,0966 (0,5787) 0,6375 (-1,1574) 0,0068 -0,4375 0,4306
1 -0,8544 (1,0000) -0,0434 (1,0000) 0,8978 (-2,0000) 0,0181 -0,7929 0,7747
0,8 -1,3761 (1,9531) 0,0644 (1,9531) 1,3116 (-3,9063) 0,0441 -1,3964 1,3524
0,6 -2,1906 (4,6296) 0,2394 (4,6296) 1,9512 (-9,2593) 0,0948 -2,3352 2,2404
0,4 -3,2808 (15,625) 0,4649 (15,625) 2,8159 (-31,250) 0,1727 -3,5730 3,4003
0,2 -4,3443 (125) 0,6721 (125) 3,6722 (-250) 0,2544 -4,7620 4,5076
0,1 -4,6857 (1000) 0,7361 (1000) 3,9496 (-2000) 0,2813 -5,1404 4,8591
0,06 -4,7635 (4630) 0,7485 (4630) 4,0155 (-9260) 0,2875 -5,2262 4,9387
0,04 -4,7903 (15625) 0,7526 (15625) 4,0356 (-31250) 0,2895 -5,2536 4,9642
0 -4,8078 ( ¥ ) 0,7588 ( ¥ ) 4,0491 ( ¥ ) 0,2910 -5,2756 4,9845
В случае антиферроэлектрического упорядочения необходимо рассмотреть раз-
ность этих величин. Расчеты, проведенные в [26] для квадратной решетки, дают следу-
ющие значения этих величин xx
FD = yy
FD = –4.516811 для ферроэлектрика и xx
AD = –
5.098873, yy
AD = 6.034335 для антиферроэлектрика. Как несложно убедиться, исходя из
данных таблицы, эти числа очень хорошо согласуются с рассчитанными в данной статье
значениями тензора дипольных взаимодействий для малых расстояний от дипольной
решетки. Эти расчеты показывают, что основным состоянием для квадратной решетки
является антиферроэлектрическое упорядочение вдоль оси решетки. Также несложно
заметить, что расположение диполей параллельно плоскости решетки является энерге-
тически выгодным по сравнению с расположением нормально к ней. Наличие поверх-
ности обеспечивает разнообразие ориентационных структур адсорбционных слоев, явля-
ющихся результатом конкуренции латеральных взаимодействий молекул слоя и влияния
адсорбционного потенциала подложки, стремящегося придать молекулам нормальные к
поверхности ориентации. Графики на рис. 2 показывают, как изменяются дипольные
суммы для ферроэлектрического и антиферроэлектрического типов упорядочения при
удалении центрального диполя от плоскости решетки.
При удалении от подложки основной вклад вносят ближайшие соседи к точке
наблюдения. Для них можно ограничится первыми слагаемыми сумм и записать их в
явном виде:
.42;2;4
;42;2;4
2
3
2
3
2
123
2
12
2
3
2
12
2
3
2
3
2
113
2
11
2
3
2
11
a
Z
a
Z
zza
Z
yya
Z
xx
a
Z
a
Z
zza
Z
yya
Z
xx
e
a
e
a
De
a
De
a
D
e
a
e
a
De
a
De
a
D
pppp
pppp
pppp
pppp
----
----
-=-==
--===
(4)
25
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4
Z/a
D
A,
D
F
xx
AD
yy
AD
zz
FD
zz
AD
yyxx
FD ,
Рис. 2. Изменение компонент тензора взаимодействия диполя, находящегося над узлом
квадратной дипольной решетки, с остальными диполями этой решетки (за выче-
том вклада от взаимодействия с центральным диполем) в зависимости от
расстояния Z от точки его расположения до монослоя. Расстояние измеряется в
единицах постоянной решетки а. Компоненты тензора дипольного взаимо-
действия приведены в единицах a-3. Показано отличие зависимостей при ферро-
электрическом(F) и антиферроэлектрическом (A) типах упорядочения диполь-
ных моментов молекул в монослое.
Как видно из графиков, приведенных на рис. 3, эти приближенные зависимости с
достаточной точностью описывают поведение электрических полей адсорбата на боль-
ших расстояниях от подложки.
Вернемся, однако, к меньшим значениям Z. Очевидно, что с приближением к
монослою все больший вклад будет вносить взаимодействие с центральным диполем.
Тем не менее, неправильным будет ограничиться лишь этим вкладом при рассмотрении,
например, адсорбции на химически модифицированную поверхность. График, приве-
денный на рис. 3, иллюстрирует неадекватность такого подхода. На нем приведено
сравнение электрических полей одиночного диполя и монослоя одинаковых полярных
молекул, ориентированных вдоль осей OX и OZ и образующих квадратную решетку. Из
графика видно, что при некоторых значениях Z рассматриваемые поля отличаются более
чем в 10 раз, а в интервале от одной до трех постоянных решетки, имеющем особое
значение при рассмотрении адсорбции, они отличаются в 2-3 раза. Это расхождение
объясняется различным характером зависимостей полей от расстояния: поле диполя
убывает степенным образом, в то время как поле дипольной решетки – экспонен-
циально. Аналогичные зависимости имеют место и при других ориентациях длинных
осей молекул, образующих монослой. Таким образом, расчеты, проведенные без учета
взаимодействия с монослоем в целом, будут завышать адсорбционную способность
подложки. В качестве примера можно привести монослой воды на поверхности
адсорбента. Как правило, на поверхности адсорбента имеется определенное количество
адсорбированной воды, происхождение которой может быть самым различным. Это
может быть атмосферная влага, или же вода, образовавшая связи с поверхностными
26
молекулами в процессе синтеза. Из вышесказанного можно заключить, что наличие
адсорбированной воды на поверхности приводит к экранированию взаимодействия с
отдельными реакционными центрами на поверхности адсорбента.
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5
Z/a
a
3
D
xx
, -
a
3
D
zz
1
1
2
2
Рис. 3. Различие в величинах полей, воздействующих на дипольный момент молекулы
при взаимодействии с одним диполем и с монослоем адсорбированных молекул.
Приведены компоненты xxDa 11
3 (1) и zzDa 11
3 (2), описывающие электрические
поля молекулы, расположенной над одной из молекул монослоя. Расстояние Z
от точки наблюдения до монослоя измеряется в единицах постоянной решетки
а, электрические поля – в единицах d/a3. Зависимости для взаимодействия с
решеткой показаны сплошными линиями, для единичного диполя с соответству-
ющей ориентацией – крупным пунктиром. Приближенные аналитические зави-
симости, учитывающие взаимодействие лишь с ближайшими соседями, обозна-
чены мелким пунктиром.
В данной работе предполагалось, что адсорбируемая молекула никак не изменяет
ориентационной структуры приповерхностного монослоя. Тем не менее, в [28] показано,
что при некоторых условиях приближение молекулы к монослою вызывает формиро-
вание кластера, нарушающего дальний порядок в системе. Этот эффект также необходи-
мо учитывать при рассмотрении подобных систем.
Литература
1. Чуйко А.А., Огенко В.M., Розенбаум В.M. Поворотное движение гидроксильных
групп поверхности кремнезема и ориентационные кооперативные явления // Вестник
АН УССР. – 1983. – № 11. – C.21-34.
2. Огенко В.М., Розенбаум В.М., Чуйко А.А. Теория колебаний и переориентаций
поверхностных групп атомов. – Киев: Наукова думка, 1991. – 352 с.
3. Розенбаум В.M., Огенко В.M., Чуйко А.А. Колебательные и ориентационные
состояния поверхностных групп атомов // Усп. физ. наук. – 1991. – T. 161, № 11. –
C.79-119.
27
4. Burke K., Langreth D.C., Persson M., and Zhang Z.-Y. Vibrational dephasing at surfaces:
The role of cubic anharmonicity and Fermi resonances // Phys. Rev. B. – 1993. – V. 47. –
P.15869-15889.
5. Patrykiejew A., Sokolowski S., Binder K. Phase transitions in adsorbed layers formed on
crystals of square and rectangular surface lattice // Surface Science Reports. – 2000. –
V. 37. – P.207-344.
6. Diehl R. D., Toney M. F., and Fain S. C., Jr. Orientational Ordering of Nitrogen Molecular
Axes for a Commensurate Monolayer Physisorbed on Graphite // Phys. Rev. Lett. – 1982.
– V. 48. – P.177-180.
7. Diehl R. D. and Fain S. C., Jr. Observation of a uniaxial incommensurate phase for
orientationally ordered nitrogen molecules physisorbed on graphite and proposal of a phase
diagram // Phys. Rev. B. – 1982. – V. 26. – P.4785-4788.
8. Wang R., Wang S.-K., Taub H., Newton J. C. and Shecther H. Orientational order in
nitrogen monolayers adsorbed on graphite at low temperature // Phys. Rev. B. – 1987. –
V. 35. – P.5841-5848.
9. Wang S.-K., Newton J. C., Wang R., Taub H., Dennison J. R. and Shecther H. Multilayer
structure of nitrogen adsorbed on graphite // Phys. Rev. B. – 1989. – V. 39. – P.10331-
10341.
10. Toney M. F. and Fain S. C., Jr. Low-energy electron diffraction study of molecular oxygen
physisorbed on graphite // Phys. Rev. B. – 1987. – V. 36. – P.1248-1258.
11. Heidberg J., Kampshoff E., Schönekäs O., Stein H. and Weiss H. Correlation field splitting
in a two-dimensional phase: CO2 adsorbed on the NaCl(100) cleavage plane // Ber.
Bunsen-Ges. Phys. Chem. – 1990. – V. 94. - P.112-127.
12. Heidberg J., Kampshoff E., Kühnemuth R. and Schönekäs O. Polarization-FTIR-
spectroscopicstudy of the 2D-gas—solid transition, in CO2 on NaCl(100): reorientation,
correlation field breakdown, heats of adsorption and 2D-condensation // Surf. Sci. – 1992.
– V. 272. – P.306-312.
13. Heidberg J., Kampshoff E., Kühnemuth R. and Schönekäs O. Temperature dependence of
the n3 absorption of the monolayer CO2 adsorbed on NaCl(100): continuous change in
adsorbate geometry and vibrational dephasing // Surf. Sci. – 1992. – V. 269/270. – P.120-
127.
14. Heidberg J., Kampshoff E., Kühnemuth R. and Schönekäs O., Suhren M. High resolution
infrared spectroscopy of adsorbates on ionic crystal surfaces // J. Electron. Spectr. Related
Phenom. – 1990. – V. 54/55. – P.945-960.
15. Heidberg J., Kampshoff E., Kühnemuth R., Suhren M., and H. Weiss. Fourier-transform
infrared spectra of CO adsorbed on NaCl(100): structural changes at low temperatures //
Surf. Sci. – 1992. –V. 269/270. – P.128-134.
16. Heidberg J., Hensler H. The physisorption of CO2 and the stepwise chemisorption of SO2
on the CsF(100) single crystal surface // Surf. Sci. – 1999. – V. 427-428. – P.439-435.
17. Heidberg J., Hustedt M., Oppermann J., Paszkiewicz P. PIRSS and LEED investigations of
HN3 adsorbed on NaCl(100) // Surf. Sci. – 1996. – V. 352-354. - P.447.
18. Panella V., Suzanne J., Hoang P. N. M., Girardet C. CO2 and CO monolayers on MgO
(100): LEED experiments and potential energy calculations // J. Phys. I (France). – 1994. –
V. 4. – P.905-920.
19. Rozenbaum V.M. and Lin S.H. Spectroscopy and Dynamics of Orientationally Structured
Adsorbates. – Singapore: World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., 2002. – 200 p.
20. Снигур А.В., Розенбаум В.М., Чуйко А.А. Поляризационные эффекты в колебатель-
ной спектроскопии адсорбатов // Доп. НАН України. – 2005. – № 12. – P.91-97.
21. Борн М., Кунь Х., Динамическая теория кристаллических решеток. – М.: Изд-во
иностр. лит., 1958. – 488 с.
28
22. Luttinger J.M., Tisza L. Theory of dipole interaction in crystals // Phys. Rev. – 1946. –
V. 70, N 11. – P.954-964.
23. Luttinger J.M., Tisza L. Errata: Theory of dipole interaction in crystals // Phys. Rev. –
1947. – V. 72, N 3. – P.257.
24. Brankov J. G., Danchev D. M. Ground state of an infinite lowdemensional system of
dipole on a lattice with arbitrary rhombicity angle // Physica A. – 1987 – V. 144, N 1. –
P.128-139.
25. Van der Hoff B.M.E., Benson. G.C. A method for the evaluation of some lattice sums
occurring in calculations of physical properties of crystals // Can. J. Phys. – 1953. – V. 31,
N 7. – P.1087-1094.
26. Rozenbaum V.M. Coulomb interactions in two-dimensional lattice structures //
Phys. Rev. B. – 1996. – V. 53. – P.6240–6255.
27. Снигур А. В., Розенбаум В. М., Давыдовское расщепление колебательных спектров
адсорбатов // Оптика и спектроскопия. – 2003. – V. 95, № 5. – С.734-738.
28. Rozenbaum V.M. Response of surface monolayer to electric field of approaching gas-
phase molecule near temperature of orientational phase transition // Surf. Sci. – 2006. –
V. 600, N 7. – P.L96-L98.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-146475 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2617-5975 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:56:24Z |
| publishDate | 2006 |
| publisher | Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Снигур, А.В. Розенбаум, В.М. 2019-02-09T18:18:13Z 2019-02-09T18:18:13Z 2006 Приповерхностные электрические поля ориентационно структурированных адсорбатов / А.В. Снигур, В.М. Розенбаум // Поверхность. — 2006. — Вип. 11-12. — С. 20-28. — Бібліогр.: 28 назв. — рос. 2617-5975 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/146475 533.723:577.352.4(086.48) Проведен расчет приповерхностного электрического поля, создаваемого ориентационно-структурированным монослоем полярных молекул. В качестве примера рассматривается квадратная решетка диполей, ориентированных подобно структуре CO/NaCl(100). Показано существенное отличие электрических полей дипольного монослоя и одной полярной молекулы: для монослоя характерно экспоненциально быстрое убывание поля с расстоянием от поверхности, тогда как поле одиночной молекулы убывает по степенному закону. Полученные результаты могут быть использованы для анализа адсорбционных взаимодействий, экранированных монослоем полярных молекул, и для расчетов спектроскопических характеристик адсорбатов, учитывающих поляризационные эффекты в подложке. A calculation has been carried out of the electric field created by the orientation-structured monolayer of polar molecules near the surface. The square lattice of dipoles oriented like the CO/NaCl(100) structure is examined as an example. A substantial difference is shown between the electric fields of a dipole monolayer and a single polar molecule: the electric field of a monolayer decreases exponentially when the distance from the surface increases, while the field of a single molecule decreases by a power law. The results obtained may be used for an analysis of the adsorption interactions screened by a monolayer of polar molecules, and for the calculations of spectroscopic characteristics of the adsorbates taking into account polarization effects in the substrate. ru Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка НАН України Поверхность Моделирование процессов на поверхности Приповерхностные электрические поля ориентационно структурированных адсорбатов Near-surface electric fields of orientation-structured adsorbates Article published earlier |
| spellingShingle | Приповерхностные электрические поля ориентационно структурированных адсорбатов Снигур, А.В. Розенбаум, В.М. Моделирование процессов на поверхности |
| title | Приповерхностные электрические поля ориентационно структурированных адсорбатов |
| title_alt | Near-surface electric fields of orientation-structured adsorbates |
| title_full | Приповерхностные электрические поля ориентационно структурированных адсорбатов |
| title_fullStr | Приповерхностные электрические поля ориентационно структурированных адсорбатов |
| title_full_unstemmed | Приповерхностные электрические поля ориентационно структурированных адсорбатов |
| title_short | Приповерхностные электрические поля ориентационно структурированных адсорбатов |
| title_sort | приповерхностные электрические поля ориентационно структурированных адсорбатов |
| topic | Моделирование процессов на поверхности |
| topic_facet | Моделирование процессов на поверхности |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/146475 |
| work_keys_str_mv | AT snigurav pripoverhnostnyeélektričeskiepolâorientacionnostrukturirovannyhadsorbatov AT rozenbaumvm pripoverhnostnyeélektričeskiepolâorientacionnostrukturirovannyhadsorbatov AT snigurav nearsurfaceelectricfieldsoforientationstructuredadsorbates AT rozenbaumvm nearsurfaceelectricfieldsoforientationstructuredadsorbates |