UHV-Studien zur oberflächenverstärkten Infrarotabsorption auf rauen Kupferfilmen
Im Rahmen dieser Arbeit wurden Untersuchungen zum Effekt der oberflächenverstärkten Infrarotabsorption (SEIRA) auf unterschiedlichen Kupferoberflächen im Ultrahochvakuum durchgeführt. Dazu wurden Adsorbate auf ultradünnen Kupferfilmen von wenigen Nanometern Dicke sowie auf einem Cu(111)-Einkristall mittels IR-Transmissions- und IR-Reflexionsspektroskopie untersucht. Das wichtigste Adsorbatmolekül war hierbei das Ethylen, da hierzu zahlreiche vergleichende SERS-Daten vorliegen (SERS=oberflächenverstärkte Raman-Streuung). Abhängig von Filmdicke, Filmpräparationstemperatur und Gasangebotstemperatur unterscheiden sich die erhaltenen Schwingungsspektren in Anzahl und Größe der Absorptionsbanden sowie in der Größe der breitbandigen Basislinienverschiebung. Die Anzahl der beobachtbaren Banden hängt entscheidend von der Morphologie und dem Grad der atomaren Rauigkeit der Metallfilme ab. Für die unterschiedlichen Schwingungsbanden des Ethylen liegen unterschiedliche Verstärkungmechanismen vor. Einige der im freien Ethylenmolekül Raman-aktiven Schwingungen werden über eine sog. first-layer-Verstärkung verstärkt, die IR-aktiven Moden dagegen über Feldverstärkung. Für die IR-Moden konnte unterhalb der Kondensationstemperatur eine Feldverstärkung von etwa einer Größenordnung bestimmt werden. Für das Auftreten der first-layer-verstärkten Banden sind Adsorptionsplätze atomarer Rauigkeit erforderlich. Die first-layer-Verstärkung konnte durch Koadsorptionsexperimente mit CO eindeutig nachgewiesen werden. Koadsorptionsexperimente von Ethylen mit Sauerstoff dienten der Untersuchung des aus der Raman-Spektroskopie bekannten Effekts des Auslöschens einiger Ethylen-Schwingungsbanden durch Sauerstoff-Nachbegasung.
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