表面结构不仅是材料的特性，而且还取决于其周围的环境。在环境条件下，表面结构会动态地适应其环境，往往会形成全新的结构。

有鉴于此，美国劳伦斯伯克力国家实验室Miquel Salmeron和魏茨曼科学研究院Baran Eren等人，综述了由一种新的表征工具:高压扫描隧道显微镜，带来的表面结构研究的新进展，包括过渡金属，氧化物，和合金。

本文要点

1）综述了对在mTorr到大气压范围内存在气体的情况下对晶体材料表面结构的最新研究进展，将表面科学引入一个全新的方向。强调了高/环境压力与环境温度密切相关，因为只有在足够高的气体压力下达到平衡时，弱相互作用的物质才能在室温下密集地覆盖表面。同时，环境温度有助于克服阻碍扩散和反应的活化障碍。即使是具有弱结合能的物质也可以在表面停留，从而允许它们触发原子结构的重建。

2）可以将HPSTM的研究分为两大类:吸附研究和反应研究。在环境压力下对低米勒指数单晶表面的吸附研究显示了四种不同的结果:(1)吸附层具有与低压-低温状态相同的结构。金属的结构保持不变。(2)在表面形成了致密的被吸附物层，这是以前没有观察到的。金属的结构保持不变。(3)衬底表面通过分解成簇进行重构。当在易于重构的表面上观察到这种现象时，该现象并不令人惊讶，因为初始表面已经很容易发生变化。(4)一个令人意外和有趣的情况是未重构表面分解成簇，在Cu和台阶Pt表面上可以观察到这种现象。

3）该综述中总结的其他吸附研究主要是在相邻表面、金属上的氧化膜和双金属表面进行的。发现CO比低密勒指数表面更容易重组Pt和Ni的邻接表面。类似地，O₂氧化并因此改变Pt和Ag上台阶边缘的形态，而台阶则保持金属性。在双金属表面，在存在气体的情况下观察到脱合金和表面分离现象。这两种现象在纳米催化剂的光谱实验中已经被多次观察到。有趣的是，在双金属表面，观察到多个CO分子可以吸附在Ni和Co原子上，类似于羰基分子。HPSTM领域未来应该关注其他工业上重要的反应，如乙烯氧化、甲醇氧化、甲烷重整等。

参考文献：

Miquel Salmeron et al. High-Pressure Scanning Tunneling Microscopy. Chem. Rev.. 2020.

DOI: 10.1021/acs.chemrev.0c00429

https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.0c00429