Etapas en la adsorción de selenio sobre Au(111): estudio por XPS, LEED, TOF-DRS y DFT

Abstract

Las monocapas autoensambladas (SAMs) de moléculas de calcógenos más pesados que el azufre (como Se o Te) sobre metales nobles son interesantes porque podrían proveer mejor conductividad eléctrica y además un enlace más fuerte a la superficie que las formadas con S. Sin embargo, los estudios de Se/Te-SAMs son más escasos que su contraparte S-SAMs. Realizamos un estudio de la adsorción de Se sobre Au(111) utilizando XPS, TOF-DRS, LEED y cálculos DFT. La deposición se realizó en ultra alto vacío (UHV) utilizando una celda electroquímica de estado solido lo que permitió estudiar la evolución desde un régimen submonocapa hasta la formación de multicapas. En el régimen de la monocapa encontramos dos fases ordenadas con patrones de LEED distintivos. El patrón de LEED de la primera fase presenta tres spots fraccionales simétricamente dispuestos alrededor de los spots que corresponden a un patrón sqrt(3)xsqrt(3). El análisis de este patrón sugiere la formación de una superestructura nxn de dominios sqrt(3)xsqrt(3) donde n=19 ó n=22, o bien, que la adsoción procede sin remover la reconstrucción herringbone (22xsqrt(3)) de la superficie de Au(111). Esta última posibilidad concuerda con cálculos DFT que muestran que la transferencia de carga al Se adsorbido no sería suficiente para desestabilizar la reconstrucción superficial. Al incrementar el recubrimiento más alla de 0.3 ML aparece un nuevo patrón de LEED con spots anchos que luego de un recocido a 420 K se definen bien indicando una periodicidad 8x1. Si se incrementa más aún el recubrimiento se forman multicapas sin un patrón de LEED discernible. Discutimos similitudes y diferencias destacables con los resultos reportados para la adsorción de S-SAMs/Au(111) y también importantes discrepancias entre adsorciones realizadas en UHV y por dipping en solución líquida.