Cooperativity in surface bonding and hydrogen bonding of water and hydroxyl at metal surfaces

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 114, Issue 22, 2010, Pages 10240-10248

  Pettersson, L G M ^b,f   Schiros, T ^a,b,g   Ogasawara, H ^a   Naslund L A ^a   Andersson, K J ^c   Ren, J ^d,h   Meng, Sh ^d,i   Karlberg, G S ^e   Odelius, M ^b   Nilsson, A ^a,b  

^a SLAC NATIONAL ACCELERATOR LABORATORY   (United States)

^b STOCKHOLM UNIVERSITY   (Sweden)

^c TECHNICAL UNIVERSITY OF DENMARK   (Denmark)

^d HARVARD UNIVERSITY   (United States)

^e CHALMERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (Sweden)

^f INSTITUTE OF PHYSICS   (China)

^g Och Spine at New York Presbyterian Hospitals   (United States)

^h EPFL   (Switzerland)

ⁱ Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

COOPERATIVITY; COOPERATIVITY EFFECTS; CU(1 1 0); CU(1 1 1); HYDROGEN BONDED SYSTEMS; HYDROGEN BONDINGS; METAL SURFACES; MIXED PHASE; PT(111); PURE WATER; SIMPLE MODEL; SURFACE BONDING; VIA DENSITY; WATER MOLECULE;

ADSORPTION; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; HYDROGEN; PLATINUM;

HYDROGEN BONDS;

EID: 77953197013     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp101855v     Document Type: Article

References (92)

1. Henderson, M. A. Surf. Sci. Rep. 2002, 46, 1
2. Thiel, P. A.; Madey, T. E. Surf. Sci. Rep. 1987, 7, 211
3. Hodgson, A.; Haq, S. Surf. Sci. Rep. 2009, 64, 381
4. Rossmeisl, J.; Nørskov, J. K.; Taylor, C. D.; Janik, M. J.; Neurock, M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 21833
5. Völkening, S.; Bedürftig, K.; Jacobi, K.; Wintterlin, J.; Ertl, G. Phys. Rev. Lett. 1999, 83, 2672
6. Michaelides, A.; Hu, P. J. Chem. Phys. 2001, 114, 513
7. Botti, A.; Bruni, F.; Imberti, S.; Ricci, M. A.; Soper, A. K. J. Chem. Phys. 2004, 120, 10154-10162
8. Gregory, J. K.; Clary, D. C.; Liu, K.; Brown, M. G.; Saykally, R. J. Science 1997, 275, 814
9. Silvestrelli, P. L.; Parrinello, M. Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 3308
10. Ojamäe, L.; Hermansson, K. J. Phys. Chem. 1994, 98, 4271
11. Xantheas, S. S.; Dunning, T. H., Jr. J. Chem. Phys. 1993, 99, 8774
12. Xantheas, S. S. Chem. Phys. 2000, 258, 225
13. King, B. F.; Weinhold, F. J. Chem. Phys. 1995, 103, 333
14. Weinhold, F. J. Mol. Struct. 1997, 398-399, 181
15. Ludwig, R. Angew. Chem., Int. Ed. 2001, 40, 1808-1827
16. Xantheas, S. S. J. Chem. Phys. 1994, 100, 7523
17. Xantheas, S. S. J. Chem. Phys. 1995, 102, 4505
18. Xantheas, S. S. J. Chem. Phys. 1996, 104, 8821
19. Ojamäe, L.; Shavitt, I.; Singer, S. J. J. Chem. Phys. 1998, 109, 5547
20. Cavalleri, M.; Näslund, L.-A.; Edwards, D. C.; Wernet, Ph.; Ogasawara, H.; Myneni, S.; Ojamäe, L.; Odelius, M.; Nilsson, A.; Pettersson, L. G. M. J. Chem. Phys. 2006, 124, 194508
21. Michaelides, A.; Morgenstern, K. Nat. Mater. 2007, 6, 597
22. Kresse, G.; Furthmüller, J. Phys. Rev. B 1996, 54, 11169
23. Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1993, 48, 13115
24. Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1994, 49, 14251
25. Blöchl, P. E. Phys. Rev. B 1994, 50, 17953
26. Ren, J.; Meng, S. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 9282
27. Ren, J.; Meng, S. Phys. Rev. B 2008, 77 054110
28. Karlberg, G. S.; Wahnström, G. J. Chem. Phys. 2005, 122, 194705
29. Karlberg, G. S.; Olsson, F. E.; Persson, M.; Wahnström, G. J. Chem. Phys. 2003, 119, 1
30. Karlberg, G. S. Phys. Rev. B 2006, 74, 153414
31. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868
32. Hamann, R. Phys. Rev. B 1997, 55, R10157
33. Kurth, S.; Perdew, J. P.; Blaha, P. Int. J. Quantum Chem. 1999, 75, 889
34. Perdew, J. P.; Wang, Y. Phys. Rev. B 1992, 45, 13244
35. Bengtsson, L. Phys. Rev. B 1999, 59, 12301
36. Chen, B.; Park, J. M.; Ivanov, I.; Tabacchi, G.; Klein, M. L.; Parrinello, M. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 8534
37. Nilsson, A.; Pettersson, L. G. M. Surf. Sci. Rep. 2004, 55, 49-167
38. Nilsson, A.; Hasselström, J.; Föhlisch, A.; Karis, O.; Pettersson, L. G. M.; Nyberg, M.; Triguero, L. J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 2000, 110/111, 15
39. Föhlisch, A.; Bennich, P.; Hasselström, J.; Karis, O.; Nilsson, A.; Triguero, L.; Nyberg, M.; Pettersson, L. G. M. Phys. Rev. B 2000, 61, 16229
40. Nilsson, A.; Wassdahl, N.; Weinelt, M.; Karis, O.; Wiell, T.; Bennich, P.; Hasselström, J.; Föhlisch, A.; Stöhr, J.; Samant, M. Appl. Phys. A 1997, 65, 147
41. Carravetta, V.; Pettersson, L. G. M.; Vahtras, O.; Agren, H. Surf. Sci. 1996, 369, 146
42. Nilsson, A.; Ogasawara, H.; Cavalleri, M.; Nordlund, D.; Nyberg, M.; Wernet, Ph.; Pettersson, L. G. M. J. Chem. Phys. 2005, 122, 154505
43. Becke, A. Phys. Rev. A 1988, 38, 3098
44. Perdew, J. P. Phys. Rev. B 1986, 33, 8822
45. Hermann, K.; Pettersson, L. G. M.; Casida, M. E.; Daul, C.; Goursot, A.; Koester, A.; Proynov, E.; St-Amant, A.; Salahub, D. R.; Carravetta, V.; Duarte, A.; Godbout, N.; Guan, J.; Jamorski, C.; Leboeuf, M.; Leetmaa, M.; Nyberg, M.; Pedocchi, L.; Sim, F.; Triguero, L.; Vela, A. deMon software, version 5.3; Stockholm, 2005.
46. Siegbahn, P. E. M.; Pettersson, L. G. M.; Wahlgren, U. J. Chem. Phys. 1991, 94, 4024
47. Pettersson, L. G. M.; Faxén, T. Theor. Chim. Acta 1993, 85, 345
48. Panas, I.; Schule, J.; Siegbahn, P.; Wahlgren, U. Chem. Phys. Lett. 1988, 149, 265-272
49. Siegbahn, P. E. M.; Wahlgren, U. Int. J. Quantum Chem. 1992, 42, 1149-1169
50. Godbout, N.; Salahub, D. R.; Andzelm, J.; Wimmer, E. Can. J. Chem. 1992, 70, 560
51. Mattsson, A.; Panas, I.; Siegbahn, P.; Wahlgren, U.; Åkeby, H. Phys. Rev. B 1987, 36, 7389
52. Wahlgren, U. Unpublished results; see Supplementary Material in ref 56 for details.
53. Bonifacic, V.; Huzinaga, S. J. Chem. Phys. 1974, 60, 2779
54. Pettersson, L. G. M.; Wahlgren, U.; Gropen, O. Chem. Phys. 1983, 80
55. Pettersson, L. G. M.; Strömberg, A. Chem. Phys. Lett. 1983, 99, 122
56. Schiros, T.; Takahashi, O.; Andersson, K. J.; Öström, H.; Pettersson, L. G. M.; Nilsson, A.; Ogasawara, H. J. Chem. Phys. 2010, 132 094701
57. Huzinaga, S. J. Chem. Phys. 1965, 42, 1293
58. Kutzelnigg, W.; Fleischer, U.; Schindler, M. NMR: Basic Principles and Progress; Springer-Verlag:: Heidelberg, Germany, 1990.
59. Pettersson, L. G. M.; Wahlgren, U.; Gropen, O. J. Chem. Phys. 1987, 86, 2176
60. Andersson, K.; Ketteler, G.; Bluhm, H.; Yamamoto, S.; Ogasawara, H.; Pettersson, L. G. M.; Salmerón, M.; Nilsson, A. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 2793
61. Schiros, T.; Näslund, L.-A.; Andersson, K.; Gyllenpalm, J.; Karlberg, G. S.; Odelius, M.; Ogasawara, H.; Pettersson, L. G. M.; Nilsson, A. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 15003-15012
62. Li, X.-Z.; Probert, M. I. J.; Alavi, A.; Michaelides, A. Phys. Rev. Lett. 2010, 104 066102
63. Yamamoto, S.; Andersson, K.; Bluhm, H.; Ketteler, G.; Starr, D. E.; Schiros, T.; Ogasawara, H.; Pettersson, L. G. M.; Salmerón, M.; Nilsson, A. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 7848
64. Schiros, T.; Ogasawara, H.; Takahashi, O.; Öström, H.; Andersson, K.; Pettersson, L. G. M.; Nilsson, A.; Haq, S.; Hodgson, A. Chem. Phys. Lett. 2006, 429, 415
65. Ogasawara, H.; Brena, B.; Nordlund, D.; Nyberg, M.; Pelmenschikov, A.; Pettersson, L. G. M.; Nilsson, A. Phys. Rev. Lett. 2002, 89, 276102
66. Hermann, K.; Wittko, M.; Pettersson, L. G. M.; Siegbahn, P. E. M. J. Chem. Phys. 1993, 99, 610
67. Koper, M. T. M.; Van Santen, R. A. J. Electroanal. Chem. 1999, 472, 126
68. Denzler, D. N.; Hess, C.; Dudek, R.; Wagner, S.; Frischkorn, C.; Wolf, M.; Ertl, G. Chem. Phys. Lett. 2003, 376, 618
69. Doering, D.; Madey, T. E. Surf. Sci. 1987, 123, 305
70. Meng, S.; Wang, E. G.; Gao, S. Phys. Rev. B 2004, 69, 195404
71. Shubina, T.; Koper, M. T. M. Electrochem. Commun. 2006, 8, 703
72. Michaelides, A.; Alavi, A.; King, D. A. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 2746
73. Clay, C.; Haq, S.; Hodgson, A. Phys. Rev. Lett. 2004, 92 046102
74. Clay, C.; Haq, S.; Hodgson, A. Chem. Phys. Lett. 2004, 388, 89
75. Clay, C.; Cummings, L.; Hodgson, A. Surf. Sci. 2007, 601, 562
76. Michaelides, A.; King, D. A. Phys. Rev. B 2004, 69, 113404
77. Bange, K.; Grider, D. E.; Madey, T. E.; Sass, J. K. Surf. Sci. 1984, 136, 38
78. Polak, M. Surf. Sci. 1994, 321, 249
79. Kubota, J.; Kondo, J.; Domen, K.; Hirose, C. Surf. Sci. 1993, 295, 169
80. Roux, C. D.; Bu, H.; Rabalais, J. W. Surf. Sci. 1992, 279, 1
81. Shavorskiy, A.; Eralp, T.; Gladys, M. J.; Held, G. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 21755
82. Harris, J.; Andersson, S. Phys. Rev. Lett. 1985, 55, 1583
83. Smoluchowski, R. Phys. Rev. 1941, 60, 661
84. Ludwig, R.; Weinhold, F. J. Chem. Phys. 1999, 110, 508
85. Michaelides, A.; Ranea, V. A.; de Andres, P. L.; King, D. A. Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 216102
86. Ranea, V. A.; Michaelides, A.; Ramirez, R.; De Andres, P. L.; Verges, J. A.; King, D. A. Phys. Rev. Lett. 2004, 92, 136104
87. Sebastiani, D.; Delle Site, L. J. Chem. Theory Comput. 2005, 1, 78
88. Tang, Q.-L.; Chen, Z.-X. Surf. Sci. 2007, 601, 954
89. Tang, Q.-L.; Chen, Z.-X. J. Chem. Phys. 2007, 127, 104707
90. Tatarkhanov, M.; Ogletree, D. F.; Rose, F.; Mitsui, T.; Fomin, E.; Maier, S.; Rose, M.; Cerdá, I.; Salmerón, M. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 18425
91. Schiros, T.; Andersson, K. J.; Pettersson, L. G. M.; Nilsson, A.; Ogasawara, H. J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 2010, 177, 85
92. Skúlason, E.; Karlberg, G. S.; Rossmeisl, J.; Bligaard, T.; Greeley, J.; Jónsson, H.; Nørskov, J. K. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 3241