Detailed characterization of (3×3) iodine adlayer on Pt(111) by unequal-sphere packing model

Abstract

A simple unequal-sphere packing model is applied to study the iodine ͑3 ϫ 3͒ adlayer on the Pt͑111͒ surface. By using a newly introduced parameter, defined as the average adsorbate height, three characteristic adlattices, ͑3 ϫ 3͒-sym, ͑3 ϫ 3͒-asym, and ͑3 ϫ 3͒-lin, have been selected and characterized in great detail, including the exact adatom registry. The ͑3 ϫ 3͒-sym iodine adlattice, observed in many experimental studies, appears to be, on average, the closest one to the substrate surface. A special contour plot of average adsorbate height vs X and Y positions of the ͑3 ϫ 3͒ iodine unit cell indicates the existence of two local minima, which are related to preferential formation of ͑3 ϫ 3͒-sym and ͑3 ϫ 3͒-asym iodine adlattices. Our model gives good agreement with experimental findings, and explains the mechanism of preferential appearance of ͑3 ϫ 3͒-sym and ͑3 ϫ 3͒-asym structures.

Potential Energy Landscape of Monolayer-Surface Systems Governed by Repulsive Lateral Interactions: The Case of(3×3)−I−Pt(111Tkatchenko1, Batina2, Galván3 2006Phys. Rev. Lett.Self Cite130130View full textAdd to dashboardCite

“…The adsorbate-substrate interaction Vx; y for the iodine atom with the Pt(111) surface is represented by the unequal-sphere packing (USP) potential, which has been shown to give an astonishing agreement with experimental structures of the I-Pt(111) system [25,27].…”

“…This set of structures has been recently analyzed in a geometrical study of the (3 3)-I-Pt(111) system [25]. The choice of starting points with hexagonal symmetry was motivated by experimental results where only hexagonal structures have been found.…”

Estudio del potencial átomo-superficie y su influencia sobre la estructura de monocapas adsorbidas

“…Para determinar los puntos estacionarios del sistema (3 x 3)-I-Pt(lll) , se hicieron relajaciones de un conjunto uniforme de estructuras en la celda (3 x 3) con restricción de simetría hexagonal (los parámetros de celda siempre se mantuvieron fijos). Este conjunto de estructuras fue estudiado recientemente desde el punto de vista geométrico [16]. La opción de utilizar puntos de inicio con simetría hexagonal fue motivada por resultados experimentales, donde se encontraron exclusivamente estructuras con esa simetría.…”

“…La interacción sustrato-adsorbato V(x, y) para el átomo de yodo con la superficie Pt(lll) se representa por un potencial esférico, V(x, y) = kZ + b, donde Z = ( J(R 1 + R 2 ) 2 -(x -x 8 ) 2 -(y -y 8 ) 2 ), el cual da un acuerdo asombroso con las estructuras experimentales del sistema I-Pt(lll) [15,16] . La cantidad entre paréntesis es la distancia de equilibrio Z del átomo de yodo medida desde la primera capa de la superficie metálica, R 1 es el radio metálico de los átomos de superficie, R 2 es el radio de los átomos del adsorbato y (xs, Ys) es la posición del átomo de sustrato más cercano.…”

“…Se escogieron celdas en las cuales se sabe que existen estructuras estables a partir de algunos estudios experimentales previos: ( v'3 x v'3)R30º, (../7 x ../7)R19.llº y (3x3) con grados de cobertura 1/3, 3/7, 4/9, respectivamente. Se probaron distintas configuraciones iniciales en cada una de estas celdas, correspondientes a estructuras con menor y mayor altura promedio de los átomos de yodo, los cuales se determinaron de los estudios geométricos previos sobre el sistema 1-Pt(lll) [15,16]. Es importante recordar que los modelos de las superficies mencionadas arriba contienen diferente cantidad de átomos de yodo por celda unitaria.…”