CO2 and CO monolayers on MgO(100) : LEED experiments and potential energy calculations

V. Panella; J. Suzanne; P. N. M. Hoang; C. Girardet

doi:doi:10.1051/jp1:1994235

Numéro		J. Phys. I France Volume 4, Numéro 6, June 1994


Page(s)		905 - 920
DOI		https://doi.org/10.1051/jp1:1994235

DOI: 10.1051/jp1:1994235
J. Phys. I France 4 (1994) 905-920

CO ₂ and CO monolayers on MgO(100) : LEED experiments and potential energy calculations

V. Panella¹, J. Suzanne¹, P. N. M. Hoang² and C. Girardet²

¹ CRMC2-CNRS, Département de Physique, Faculté des Sciences de Luminy, Case 901, 13288 Marseille Cedex 9, France
² Laboratoire de Physique Moléculaire, Faculté des Sciences La Bouloie, Université de Franche Comté, 25030 Besançon Cedex, France

(Received 29 December 1993, accepted in final form 4 March 1994)

Abstract
The structure of CO ₂ and CO monolayers adsorbed on MgO(100) single crystal surfaces has been determined by both LEED and semi-empirical potential calculations. The CO ₂ overlayer forms a commensurate (2 $\sqrt{2}\times\sqrt{2}$ ) R 45° solid phase at T $\leq$ 93 $\pm$ 1 K. The CO monolayer forms a (4 $\times$ 2) commensurate phase at T $\leq$ 40 K which is transformed into a (3 $\times$ 2) phase when 41 K $\leq$ T $\leq$ 49 K. Above 50 K, the CO monolayer expands uniaxially toward a (n $\times$ 2) phase with a progressive loss of long-range order when temperature increases. Potential calculations interpret very well the stable geometry for CO ₂ and the sequential stability of the various commensurate phases for CO.

Résumé
La structure des monocouches CO ₂ et CO adsorbées sur une surface monocristalline (100) de MgO a été déterminée à la fois par diffraction d'électrons lents et par des calculs de potentiel d'interaction. La monocouche CO ₂ forme une phase commensurable (2 $\sqrt{2}\times\sqrt{2}$ ) tournée de 45° pour une température inférieure à 93 $\pm$ 1 K. La monocouche CO a une structure commensurable (4 $\times$ 2) pour T $\leq$ 40 K qui se transforme en une (3 $\times$ 2) dans le domaine de température 41-49 K. Au-dessus de 50 K, cette monocouche évolue vers une phase (n $\times$ 2) uniaxiale, avec une perte progressive de l'ordre lorsque T croît encore. Les calculs d'énergie potentielle donnent une très bonne interprétation de la géométrie stable de la monocouche CO ₂, ainsi que de la stabilité relative des différentes phases commensurables de CO.

CO 2 and CO monolayers on MgO(100) : LEED experiments and potential energy calculations

CO ₂ and CO monolayers on MgO(100) : LEED experiments and potential energy calculations