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Low-Temperature Surface Diffusion on Metallic Surfaces

Authors :
Stefan Stanescu
Fabrice Scheurer
Philippe Ohresser
Emilie Gaudry
Christine Boeglin
Hervé Bulou
Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS)
Université Louis Pasteur - Strasbourg I-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)
Synchrotron SOLEIL (SSOLEIL)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut Jean Lamour (IJL)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et nanosciences d'Alsace
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)
Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Lorraine (UL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Journal of Physical Chemistry C, Journal of Physical Chemistry C, American Chemical Society, 2009, 123 (11), pp.4461-4467. ⟨10.1021/jp805674n⟩
Publication Year :
2009
Publisher :
American Chemical Society (ACS), 2009.

Abstract

International audience; We present a study of the atomic surface diffusion at low temperature of Cr adatoms deposited on Cu(100), Cu(111), and Au(111) surfaces. Time-dependent X-ray magnetic circular dichroism (XMCD), Monte Carlo simulations, and the Kimball−Shortley iterative method are used to evidence a mechanism of quantum tunneling involved in the Cr adatom surface diffusion at temperatures below 40 K. We show that the XMCD line shape is correlated to the atomic configuration of Cr deposited on a metallic surface. A diffusion rate ranging from 0.03 Hz for Cu(100) to 30 Hz for Au(111) at 10 K is reported from the time evolution of the XMCD line shape. A quantum equation of motion for the Cr adatom is derived and solved by using a Kimball−Shortley iterative method. Good agreement between the calculated Bohr periods and the experimental diffusion rates is reported.

Details

ISSN :
19327455 and 19327447
Volume :
113
Database :
OpenAIRE
Journal :
The Journal of Physical Chemistry C
Accession number :
edsair.doi.dedup.....ca11a8f27baca537517138bdf88ac69d