Growth of Ceria Thin Films on the Nanopatterned Al2O3/Ni3Al(111) Surface

Abstract

Ceria is widely used in various applications due to its excellent catalytic properties. A model surface with ordered ceria clusters could offer a valuable platform for studying how the size of ceria clusters influences catalytic activ- ity. This thesis investigates the feasibility of creating a surface with ordered arrays of ceria nanoparticles of defined size on an Al2O3 / Ni3Al(111) sub- strate, which is known to act as a template for growing highly regular arrays of various metal nanoparticles. We successfully fabricated such a surface and demonstrated that ceria nucleates preferentially on the network structure of the Al2O3 / Ni3Al(111) template. Annealing in oxygen and deposition of metallic cerium under UHV revealed that ceria can induce changes in the thickness of the alumina layer. 1

Oxid céru je vďaka svojim katalytickým vlastnostiam často využívaným ma- teriálom v rôznych aplikáciách. Modelový povrch s usporiadanými klastrami oxidu céru by mohol slúžiť ako nástroj na štúdium vplyvu veľkosti klastrov oxidu céru na ich katalytickú aktivitu. V tejto práci skúmame, či je možné takýto povrch s usporiadanými nanočasticami oxidu céru definovanej veľ- kosti vytvoriť na substráte Al2O3 / Ni3Al(111), ktorý je známy ako šablóna na rast vysoko pravidelných polí nanočastíc z rôznych kovov. Ukazujeme, že takýto povrch je možné vytvoriť a že nanočastice oxidu céru na ňom nukleujú na tzv. sieťovej štruktúre Al2O3 / Ni3Al(111). Na základe experime- nov s ohrevom vzoriek CeOx / Al2O3 / Ni3Al(111) v ultravysokom vákuu a za prítomnosti kyslíka ukazujeme, že tenká vrstva oxidu hlinitého za týchto podmienok mení svoju hrúbku. 1