段階的なCu(011)表面での酸化物の核形成と成長を酸素拡散エネルギーに結びつける：実験的および理論的研究

Cuの酸化を制御する反応メカニズムの現在の基本的理解は、初期段階の化学吸着とO表面拡散、ならびに後期段階のCu酸化物ナノアイランドの核形成と成長を含んでいます。この理解は、競合する表面欠陥におけるCu酸化物の優先的形成を広く予測することはできません。優先的な酸化物形成を制御する方法の理解を深めることは、より効果的な腐食緩和とCu/Cu2O触媒の最適化戦略につながる可能性があります。密度汎関数理論や反応力場分子力学といった計算手法は、多段階アプローチによって結び付けられ、実験的な表面欠陥に匹敵するシミュレーション構造上での初期段階のO吸着と拡散エネルギーを計算できます。環境透過電子顕微鏡などの実験手法は、競合する表面欠陥における後期段階の優先的Cu酸化物形成を特性評価できます。この研究は、初期段階と後期段階の酸化特性の間に一貫性を示し、計算モデリングされたO拡散エネルギーの違いがCu(011)段差欠陥に沿った酸化物形成の優先性を説明できるかを探求することを目的としています。どのエネルギーが実験結果と計算結果を調和させるために適用できるかを特定する際、エッジ間O拡散メカニズムがエッジからテラスへのメカニズムよりも酸化物島の形成に寄与することがわかります。さらなる分析により、段差欠陥の配置が競合する隣接段差欠陥に対する選択的酸化を導くことができるかを確認し、これらの欠陥によって形成された角を見直して実験結果を特性評価します。