Dissertation/Thesis Abstract

Imaging and Control of Surface Reactions
by Sanchez Bodega, Pablo, Ph.D., Technische Universitaet Berlin (Germany), 2008, 163; 27609892
Abstract (Summary)

Ein faszinierendes Phänomen in räumlich gedehnten Systemen, die sich weit vom thermischen Gleichgewicht befinden, ist die spontane Strukturbildung. Unter den ausgedehnten Systemen heben sich durch ihr vielfältiges raumzeitliches Verhalten insbesondere die Reaktions-Diffusions-Systeme hervor. Technologische Fortschritte der letzten Jahrzehnten auf dem Gebiet der Abbildungsverfahren erlauben eine immer vollkommenere Charakterisierung der Raum-Zeit-Dynamik von Oberflächenreaktionen. Außerdem wurde einer Reihe von Ansätze nachgegangen um die raumzeitliche Dynamik zu gestalten und zu kontrollieren. Das spontane Verhalten eines Systems kann durch Verwendung schwacher Steuerimpulsen in eine bestimmte Richtung gelenkt werden, was eine Kombination vom theoretischen Verständnis des physikalischen Phänomens und dessen experimentellen Nachweises voraussetzt. In der vorliegenden Dissertation werden einige Verfahren zur visuellen Oberflächendarstellung in Experimenten mit externkontrollierten Oberflächen-reaktionen verwendet, wobei zwei katalytische Reaktions-Diffusions-Systeme und deren entsprechende Strukturbildung erforscht werden: Die CO-Oxidation auf Platin (110) und der Lochfraß von Edelstahl. CO-Oxidation auf Pt(110)-Einkristall-Oberflächen stellt ein bekanntes 2D-System mit einer Vielzahl möglicher Konzentrationsstrukturen dar. PEEM (Photoemissions-elektronen-Mikroskopie) wurde zur Erforschung dieser raumzeitlichen Strukturen verwendet. Verfahren für periodisches globales Forcieren wurden bei verschiedenen Resonanz-Zuständen eingesetzt um raumzeitliches Chaos zu steuern und vorher nie gesehene Strukturen zu induzieren. Es wird auch die gezielte Einführung von Rauschen, sowie die dabei auftretenden Strukturen vorgestellt. Des weiteren wurde Interferometrie verwendet um die Topografie einer ultra-dünnen Platinfolie zu vermessen. Die katalytische Dynamik der Reaktion und die damit verbundenen thermischen Effekte führen zu einer Deformierung der Folie und zur Entstehung von raumzeitlichen Strukturen. Von erheblicher Bedeutung für die Sicherheit von Gebäuden und von Bauteilen in der Industrie ist das Problem des Lochfraßes von Metallen. Es wurde ein morphologischer Ansatz zum Verständnis des Prozesses und um den Weg zu neuen Test- und Verhütungsverfahren zu ebnen unternommen. Eine Kombination zweier Methoden der Oberflächenforschung, Atomarekräfterastermikrospie und Rasterelektronenmikroskopie, wurde verwendet um die verschiedenen Stufen der Löcher in Edelstahl unter kontrollierten Bedingungen bildlich darzustellen. Verschiedene präparative Verfahren wurden ebenfalls miteinander verglichen. Eine nähere Untersuchung der zeitlichen Entwicklung der generierten Löcher und deren Profile könnte dazu beitragen, neue Methoden zur Prüfung der Korrosionsfestigkeit von Legierungen zu erarbeiten.

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Advisor: Dähne, Mario
Commitee:
School: Technische Universitaet Berlin (Germany)
School Location: Germany
Source: DAI-C 81/4(E), Dissertation Abstracts International
Source Type: DISSERTATION
Subjects: Physical chemistry
Keywords: Surface reactions, Platinum, CO oxidation
Publication Number: 27609892
ISBN: 9781392737224
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