Publikation: Electronic and geometric properties of silver and gold nanoparticles
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Zusammenfassung
Elektronische und geometrische Eigenschaften von Ag and Au Nanopartikeln, die auf verschiedenen Substraten mittels Aufdampfen von Metallatomen präpariert wurden, wurden bei Zimmertemperatur unter Ultra Hoch Vakuum Bedingungen untersucht. Zu diesem Zweck wurden XPS (X-Ray Photoelectron Spectroscopy) und STM (Scanning Tunneling Spectroscopy) eingesetzt. Es wurden schmale Größenverteilungen der Partikel auf HOPG (Highly Ordered Pyrolytic Graphite) und Silizium (SiO2/Si) Oberflächen erreicht. Dies ermöglichte, die Zusammenhänge zwischen den Partikelgrößen und den elektronischen und geometrischen Eigenschaften zu untersuchen. Eine Charakterisierung dieser Eigenschaften in metallischen Nanopartikeln ist von großer Bedeutung, da metallische Nanopartikel ideale Kandidaten für die heterogene Katalyse verschiedener Reaktionen sind. Um die Frage zu beantworten, wie die Natur des Substrates die unterschiedlichen Eigenschaften der Partikel beeinflussen kann, wurden experimentelle Ergebnisse für die Systeme Ag und Au Nanopartikel auf HOPG und SiO2/Si verglichen.
Zuerst wurde das System Ag/HOPG (Ag Nanopartikel auf HOPG) für unterschiedliche Oberflächenbehandlungen erforscht. Nach Sputtern der HOPG Oberfläche durch Ar-Ionen konnte eine viel höhere Ag Partikeldichte beobachtet werden, was darauf hinweist, dass die Defektdichte eine wichtige Rolle bei der Kernbildung der Partikel auf dem Substrat spielt. Die für dieses System charakterisierten elektronischen und geometrischen Eigenschaften wurden dann mit dem System Au/HOPG verglichen. Ein anderer Gegenstand der Studie war das System Au/SiO2/Si. Die höhere Defektdichte der amorphen Siliziumoxidschicht erhöht die Stabilität der auf dem Substrat gewachsenen Partikel. Schließlich wurden bimetallische Ag-Au Partikel mit ähnlichen Größen auf HOPG hergestellt und untersucht.
Bei allen Systemen wurden zunächst STM und anschließend XPS Messungen durchgeführt.
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Electronic and geometric properties of Ag and Au nanoparticles grown on various substrates by means of evaporating metal atoms were investigated at room temperature under ultra high vacuum conditions. X-ray Photoelectron Spectroscopy and Scanning Tunnelling Microscopy were used for this purpose. Narrow particle size distributions were prepared on Highly Ordered Pyrolytic Graphite (HOPG) and silica (SiO2/Si) surfaces, which enable us to study in this regime particle size effects. The motivation relies on term of fundamental science as well as on the fact that nanoparticles are potential candidates for the heterogeneous catalysis of various reactions.
To answer the question how the nature of the substrate can alter the intrinsic properties of the particles, experimental results of Ag and Au nanoparticles on HOPG and amorphous silica layer were compared. First, the system Ag/HOPG (Ag nanoparticles grown on HOPG) was investigated for different surface treatments. When the HOPG surface was sputtered by Ar-ion bombardment, much higher Ag particle densities could be observed, implying that the defect sites play an important role for the nucleation of the nanoparticles. The electronic and geometric properties obtained for this system were compared to the system Au/HOPG. Another object of study was the system Au/SiO2/Si. The high density of defects of the amorphous silica layer increases stability of the particles. Finally, bimetallic Ag-Au particles with uniform sizes were prepared on HOPG and investigated. In all measurements, STM and subsequently XPS measurements were performed.
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ISO 690
LÓPEZ SALIDO, Ignacio, 2007. Electronic and geometric properties of silver and gold nanoparticles [Dissertation]. Konstanz: University of KonstanzBibTex
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