J. Phys. France 40, 299-308 (1979)
DOI: 10.1051/jphys:01979004003029900

Chemisorption on a model transition metal : ordered overlayers with C(2 × 2) and (2 × 1) structures

K. Masuda

Department of Materials Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology, Ookayama, Meguro, Tokyo 152, Japan

Abstract
The effect of chemisorption of ordered atomic layers with C(2 x 2) and (2 × 1) structures on the (001) surface of model transition metals is investigated using the Green's function formalism and the phase shift technique. The electronic structure of the metallic substrate is described by the Linear Combination of Atomic Orbital (LCAO) scheme and is obtained by the method developed by Allan and Kalkstein and Soven. For comparison, both the simple cubic and body centred cubic substrate models are used. Each adatom is represented by a single non-degenerate energy level. The adatoms are placed on the surface in both the on-site and centred fourfold-site configurations. The change in the electronic density of states upon chemisorption is calculated within the Newns-Anderson model. It is shown that the effects of the long-range order of the adsorbate layer, adsorption geometries and the band structure of the substrate are of great importance for the electronic structure of the ordered overlayers. In addition, it is shown that there are two kinds of non-bonding states characteristic of the ordered overlayers.

Résumé
On étudie l'effet de la chimisorption de couches atomiques ordonnées, C(2 x 2) et (2 × 1) sur la surface (001) de métaux de transition en utilisant le formalisme des fonctions de Green et la technique du déphasage. La structure du substrat métallique est décrite en combinaison linéaire d'orbitales atomiques (LCAO) suivant la méthode de Allan, Kalkstein et Soven. Les substrats sont soit cubique simple, soit cubique à corps centré. Chaque adatome est représenté par un seul niveau d'énergie non dégénéré. Les adatomes sont placés sur la surface, à la fois sur le site et au centre de la configuration à quatre sites. Le changement de la densité d'états à la chimisorption est calculé suivant le modèle de Newns-Anderson. On montre que les effets d'ordre à longue distance dans la couche adsorbée, de géométrie d'adsorption et de structure de bandes du substrat sur la structure électronique des couches ordonnées sont importants. On montre aussi qu'il y a deux types d'états non liants pour les couches ordonnées.

PACS
6843F - Adsorbate structure (binding sites, geometry).

Key words
chemisorption -- Green's function methods -- LCAO calculations -- surface electron states -- tight binding calculations -- transition metals