Adsorción disociativa de agua en ZnO(0001) en condiciones de vacío

A.M. LUCERO MANZANO; G. ZAMPIERI; M. FAMÁ; O. GRIZZI; E.D. CANTERO; E. A. SANCHEZ

Encuentro; Encuentro annual INN CNEA-CONICET; 2020

ZnO es un material con aplicaciones en sensores, catálisis, medicina, entre otros, y para algunas de estas aplicaciones se considera que la superficie está bien ordenada y completamente limpia. Sin embargo estas condiciones son difíciles de obtener por la presencia de defectos, el enriquecimiento o falta parcial de alguno de los elementos, la presencia de agua, H u OH. En particular se conoce que esta superficie es muy reactiva ante pequeñas cantidades de agua y aún en condiciones de ultra alto vacío hay indicios que la superficie se cubre rápidamente con agua o con grupos oxidrilos. En este trabajo se estudia cómo evoluciona la superficie ZnO(0001) terminada en Zn en una atmósfera de vacío del orden de 10−10 torr. Las técnicas de análisis utilizadas son espectroscopías de iones con tiempo de vuelo a fin de detectar H y O, distinguiendo el O adicional del propio del sustrato, UPS para ver corrimientos en el umbral de emisión de electrones y relacionarlos con el cambio en la función trabajo, y difracción de electrones para analizar posibles cambios en la cristalografía de la superficie. Los resultados muestran que la superficie se cubre con una capa de OH que satura a un cubrimiento bajo, del orden de 0.25 monocapa. Este resultado está en acuerdo con cálculos recientes [1] que sugieren que la adsorción de agua en esta superficie es disociativa y que la interacción entre grupos OH limita el cubrimiento máximo que puede alcanzarse.REFERENCIAS[1] Iachella, M.; Cure, J.; Rouhani, M. D.; Yves Chabal, Y.; Carole Rossi, C.; Estève, A., J. Phys. Chem. C, 2018, 122, 38, 21861-21873