Helium-Atomstreuungstudie des frustrierten Translationsmodus von CO, das auf der Cu(001)-Oberfläche adsorbiert ist

Die Struktur und die Vibrationsmoden von auf Cu(001) adsorbiertem CO wurden durch Helium-Atomstreuung (HAS) untersucht. Bei Deckungen von θ=0,13 adsorbiert CO als isolierte Moleküle, und die Flugzeit (TOF)-Spektren der von der Oberfläche gestreuten Heliumatome sind durch Energieverluste und -gewinne von 3,94 ± 0,07 meV gekennzeichnet. Mithilfe von Isotopenverschiebungsmessungen wird dieser Modus eindeutig dem frustrierten Translationsmodus des adsorbierten CO zugeordnet. In der c(2×2)-Struktur (θ=0,5) zeigt dieser Modus Dispersion in beiden 〈100〉- und 〈110〉-Azimuten mit Frequenzen, die von 3,9 meV am Zonenursprung bis 5,6 meV an der Zonenrand reichen. Ein einfaches Kraftkonstantenmodell mit einer einzigen nächstgelegenen Nachbarschaftskraftkonstante innerhalb der Schicht reicht aus, um die Dispersion zu beschreiben. Bei etwas geringeren Deckungen als θ=0,5 zeigen die Winkelverteilungen der gestreuten Heliumatome Merkmale, die charakteristisch für Vakanzen in der Überlagerung sind. In den TOF-Spektren ist auch ein zusätzlicher undispersiver Modus bei etwa 4 meV zu sehen, der dem frustrierten Translation von CO-Molekülen zugeordnet wird, die neben den Vakanzen in der c(2×2)-Überlagerung liegen. Der Rayleigh-Modus wird in der c(2×2)-Struktur deutlich beobachtet, zeigt jedoch eine leichte Abnahme der Frequenz, während die longitudinale Resonanz, die auf der sauberen Oberfläche besonders ausgeprägt ist, vollständig verschwindet. Die Ergebnisse werden mit Hilfe von Slab-Berechnungen interpretiert.