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In Situ SIMS and IR Spectroscopy of Well-defined Surfaces Prepared by Soft Landing of Mass-selected Ions

机译：通过质量选择离子的软着陆制备的轮廓分明的表面的原位SIMS和红外光谱

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Soft landing of mass-selected ions onto surfaces is a powerful approach for the highly-controlled preparation of materials that are inaccessible using conventional synthesis techniques. Coupling soft landing with in situ characterization using secondary ion mass spectrometry (SIMS) and infrared reflection absorption spectroscopy (IRRAS) enables analysis of well-defined surfaces under clean vacuum conditions. The capabilities of three soft-landing instruments constructed in our laboratory are illustrated for the representative system of surface-bound organometallics prepared by soft landing of mass-selected ruthenium tris(bipyridine) dications, [Ru(bpy)3]2+ (bpy = bipyridine), onto carboxylic acid terminated self-assembled monolayer surfaces on gold (COOH-SAMs). In situ time-of-flight (TOF)-SIMS provides insight into the reactivity of the soft-landed ions. In addition, the kinetics of charge reduction, neutralization and desorption occurring on the COOH-SAM both during and after ion soft landing are studied using in situ Fourier transform ion cyclotron resonance (FT-ICR)-SIMS measurements. In situ IRRAS experiments provide insight into how the structure of organic ligands surrounding metal centers is perturbed through immobilization of organometallic ions on COOH-SAM surfaces by soft landing. Collectively, the three instruments provide complementary information about the chemical composition, reactivity and structure of well-defined species supported on surfaces.
机译：将质量选择的离子软着陆到表面上是一种强有力的方法，可以高度受控地制备使用常规合成技术无法获得的材料。使用二次离子质谱（SIMS）和红外反射吸收光谱（IRRAS）将软着陆与原位表征耦合在一起，可以在干净的真空条件下分析轮廓分明的表面。举例说明了通过质量选择的钌三（联吡啶）药[Ru（bpy）3] 2+进行软着陆制备的表面结合有机金属的代表性体系，展示了我们实验室中构建的三种软着陆仪器的功能。 （bpy =联吡啶），在羧酸上端接在金上的自组装单层表面（COOH-SAMs）上。原位飞行时间（TOF）-SIMS可以深入了解软着陆离子的反应性。此外，使用原位傅里叶变换离子回旋共振（FT-ICR）-SIMS测量研究了离子软着陆期间和之后在COOH-SAM上发生的电荷还原，中和和解吸动力学。原位IRRAS实验提供了有关如何通过软着陆将有机金属离子固定在COOH-SAM表面上而扰乱金属中心周围的有机配体结构的信息。这三种仪器共同提供了有关表面上支撑的明确物种的化学组成，反应性和结构的补充信息。

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