journal article·2011-06-02

Growth, Structure, and Stability of Au on Ordered ZrO2(111) Thin Films

Yonghe Pan, Yan Gao, Guodong Wang, Dandan Kong, Liang Zhang, Jianbo Hou, Shanwei Hu, Haibin Pan, Junfa Zhu

The Journal of Physical Chemistry C· Volume 115· Issue 21
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Abstract

The growth, electronic properties, and thermal stability of Au nanoparticles on ordered ZrO 2 (111) thin film surfaces were investigated by low-energy electron diffraction (LEED), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and synchrotron radiation photoemission spectroscopy (SRPES). The thin ZrO 2 (111) films were grown on a Pt(111) substrate. At room temperature, Au initially grows as 2D islands on the ZrO 2 (111) thin films up to 0.1 ML, followed by 3D growth with a number density of ∼1.4 × 10 12 particles/cm 2 . The binding energy of the Au 4f peaks shifts monotonically toward a higher binding energy with decreasing the Au particle size by 0.4 eV, which can be attributed to the contribution from both the initial- and final-state effects. Au atoms most likely form Au δ− initially and become metallic states as the coverage increases. Thermal annealing experiments demonstrate that Au particles experience significant sintering before desorption from the ZrO 2 (111) surface. In addition, Au particles are more thermally stable on the sputtered ZrO 2 (111) surface than on the pristine ZrO 2 (111) surface due to the stronger bonding of Au atoms on the surface defect sites. Moreover, large Au particles are more thermally stable than small ones on the ZrO 2 (111) surface.
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Research context

OpenAlex topics: Catalytic Processes in Materials Science · Semiconductor materials and devices · Electronic and Structural Properties of Oxides

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

National Synchrotron Radiation Laboratory, University of Science and Technology of China, Hefei, Anhui 230029, China

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