A multitechnique spectroscopic investigation of the adsorption of pyromellitic 
dianhydride (PMDA) on Pt(111)

Mainka, C.; Wegner, H.; Schertel, A.; Wöll, Ch.; Grunze, M.

doi:10.1524/zpch.1997.198.Part_1_2.221

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A multitechnique spectroscopic investigation of the adsorption of pyromellitic dianhydride (PMDA) on Pt(111)

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Grunze, M.
Cellular Biophysics, Max Planck Institute for Medical Research, Max Planck Society;

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Mainka, C., Wegner, H., Schertel, A., Wöll, C., & Grunze, M. (1997). A multitechnique spectroscopic investigation of the adsorption of pyromellitic dianhydride (PMDA) on Pt(111). Zeitschrift für Physikalische Chemie, 198(1-2), 221-243. doi:10.1524/zpch.1997.198.Part_1_2.221.

Cite as: https://hdl.handle.net/21.11116/0000-0001-AF82-7

Abstract

The adsorption of pyromellitic dianhydride (PMDA) on the Pt(lll) surface was studied by near edge X-ray absorption fine structure spectroscopy (NEXAFS), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), ultraviolet photoelectron spectroscopy (UPS) and temperature programmed desorption (TPD). The XPS data verify a non-dissociative adsorption for the monolayer in agreement with Fourier Transform Infrared Absorption Spectroscopy (FT-IRAS) data reported previously. Adsorption leads to considerable broadening of the π* resonances in the carbon K-edge NEXAFS-spectra which is an indication for a strong adsorbate-substrate interaction. An analysis of the polarization dependence of the NEXAFS resonances confirms the presence of flat-lying molecular PMDA on the surface, but additionally indicates a strong (≈20° for the anhydride units) out of plane distortion of the molecules. UPS on gas phase PMDA reveals that the HOMO is located at 11.8 eV below EVlK. TPD spectra recorded at different molecular masses reveal that above 340 monolayer PMDA undergoes competing decomposition and desorption; ecomposition to a surface carbon residue is complete by 550 K.

Die Adsorption von Pyromellitsauredianhydrid (PMDA) auf einer Pt(lll) Oberflache wurde mit Röntgenabsorptionsspektroskopie (NEXAFS), Photoelektronenspektroskopie mit Röntgen- und UV-Licht (XPS, UPS) sowie mit Temperaturgesteuerter Desorption (TPD) untersucht. Die XPS-Daten bestatigen eine nicht-dissoziative Adsorption der Moleküle in der Monolage in Übereinstimmung mit früheren Messungen mit Infrarotspektroskopie (FT-IRAS). Die Adsorption führt zu einer deutlichen Verbreiterung der π*-Resonanz an der Kohlenstoff K-Kante der NEXAFS-Spektren. Dies ist ein Hinweis auf eine starke Substrat-Adsorbat-Wechselwirkung. Die Auswertung der Polarisationsabhangigkeit der NEXAFS-Resonanzen bestatigt die flache Adsorptionsgeometrie der PMDA-Moleküle und impliziert eine aplanare Verzerrung des Moleküls durch eine Verkippung der beiden Anhydridgruppen urn ca. 20° relativ zur Molekülebene. Das UP-Gasphasenspektrum zeigt, daB das höchste besetzte Orbital (HOMO) 11.8eV unterhalb des Vakuumniveaus liegt. Die an mehreren Molekiilfragmenten gemessenen TPD-Spektren lassen erkennen, daß sich die Monolage PMDA oberhalb von 340 gleichzeitig zersetzt und desorbiert; bei einer Temperatur von 550 ist nur noch ein Kohlenstoffrest an der Oberflache nachweisbar.