Kooperative Bildung einer langreichweitig geordneten Wasserschicht auf der Fe₃O₄(111)‐Oberfläche

Abstract

Die ersten Elementarschritte in der Adsorption von Wasser auf der Magnetit(111)-Oberfläche und die atomare Struktur der Wasser/Metalloxid-Grenzflächew erden kontrovers diskutiert. Hier werden experimentelle Befunde präsentiert, die durchI nfrarot-Reflexions-Absorptions-Spektroskopie und temperaturprogrammierteD esorption erhalten wurden.U nterstützende DFT-Rechnungen zeigen, dass Wassermoleküle an Fe tet -und O-Atomen dissoziativ unter Bildung zweier Hydroxo-Spezies adsorbieren. Diese wirken als Anker fürw eitere Wassermoleküle,w obei Dimere entstehen. Diese ordnen sich zu einer definierten (2 2)-Überstruktur an. Die Entstehung dieser geordneten Wasserschichterfolgt durch eine kooperative Wechselwirkung zwischen den Dimeren und wird durch den Aufbau eines 2D-Netzwerks über H-Brücken angetrieben.