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Silver and oxygen: Transition from clusters to nanoparticles - 07/01/16

Doi : 10.1016/j.crhy.2015.12.006 
Martin Schmidt , Catherine Bréchignac
 Laboratoire Aimé-Cotton, CNRS, Université Paris-11, ENS Cachan, 91405 Orsay cedex, France 

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Abstract

By varying the sizes of isolated and charged silver particles, we may observe a wide range of reactions from weak molecular-oxygen physisorption to strong oxygen chemisorption. The global electron configuration dominates the stability of the silver–oxygen complexes. Our experimental studies at 77 K show a cluster regime below 40 free valence electrons in the system. Here each atom of silver added to the complex cause strong alternations of the oxygen binding by quantum effects. Bigger silver–oxygen complexes show smoother size dependence. As is rather typical for nanoparticles, the quantum effects are here less important, while the system size still matters. The electrostatic interaction between the charge state of the nanoparticle and the charge transfer of the reaction accounts for the general trends observed at silver, as it is in related oxygen–metal complexes.

Il testo completo di questo articolo è disponibile in PDF.

Résumé

Quand on fait varier la taille de particules d'argent isolées et chargées, on peut observer une grande variété de réactions, depuis la faible physisorption de l'oxygène moléculaire jusqu'à la forte chimisorption de cet élément. C'est la configuration électronique globale qui domine la stabilité des complexes argent–oxygène. Nos travaux expérimentaux à 77 K mettent en évidence un régime d'agrégats tant que le nombre total d'électrons de valence reste inférieur à 40. Chaque atome d'argent supplémentaire provoque alors, par des effets quantiques, de fortes alternances de la liaison de l'oxygène. Quand ils sont plus gros, les complexes argent–oxygène ont une dépendance en taille moins accidentée. Comme c'est généralement le cas dans les nanoparticules, les effets quantiques sont alors moins spectaculaires, mais la taille du système a encore son importance. L'interaction électrostatique entre l'état de charge de la nanoparticule et le transfert de charge de la réaction explique les tendances générales observées pour l'argent, comme dans les complexes oxygène–métal analogues.

Il testo completo di questo articolo è disponibile in PDF.

Keywords : Silver cluster, Nanoparticles, Oxygen, Chemisorption

Mots-clés : Agrégats d'argent, Nanoparticules, Oxygène, Chimisorption


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Vol 17 - N° 3-4

P. 481-484 - marzo 2016 Ritorno al numero
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