Réduction par l’hydrogène moléculaire d’un film mince d’oxyde NiO (111) épitaxie sur Ni (111)

L.A.R.I.G.S. Laboratoire Maurice Letort, C.N.R.S. Laboratoire associé à l’Université de Nancy I, Boite Postale 104 – 54600 Villers-les-Nancy, France.

Résumé

La réduction de films minces d’oxydes NiO (111) (2 à 3 couches) préparés sur monocristal de Nickel (111) a été suivie par spectrométrie d’électrons Auger, spectrométrie de masse en vision directe (et analyse de l’eau formée) et diffraction d’électrons lents.

Elle présente, en dessous de 300°C, une période apparente d’induction suivie par une autoaccélération. Les résultats ont été interprétés en utilisant la notion d’ilots étendus et un modèle de croissance d’îlots de nickel à partir des défauts préexistants aux lisières métal-oxyde. Au-dessus de 300°C, des nouveaux défauts apparaissent au cours du temps, ce qui entraîne une réduction plus rapide que celle prévue par le modèle

Abstract

Reduction of NiO (111) thin oxide films (2 to 3 layers), grown on Ni (111) single crystals, has been studied by Auger Electron Spectroscopy (and measurement of oxygen concentration), line of sight mass spectrometry (and analysis of water formation), and LEED. The reaction proceeds through an island growth mechanism.

Under 300°C, it presents initially an apparent induction period followed by an autoacceleration. Results are interpreted in terms of a model using the notion of “extended islands”. The surface reaction starts at preexisting defects and develops at the boundary of metal-oxide. Above 300°C, the reaction is faster than predicted by the model, due to the time dependent creation of new defects coming from oxygen incorporation into the bulk, as well as destruction of hydroxyl groups.