the evolution of ni nanoislands on the rutile tio2(110) surface with

18
The evolution of Ni nanoislands on the rutile TiO 2 110) surface with coverage, heating and oxygen treatment R.E. Tanner a, * , I. Goldfarb b , M.R. Castell a , G.A.D. Briggs a a Department of Materials, University of Oxford, Parks Road, Oxford OX1 3PH, UK b Department of Solid Mechanics, Materials and Structures, The Iby and Aladar Fleischman, Faculty of Engineering, Tel Aviv University, 69978 Ramat Aviv, Israel Received 8 September 2000; accepted for publication 16 March 2001 Abstract Scanning tunnelling microscopy STM) and re¯ection high-energy electron diraction RHEED) have been used to examine in situ the morphology and growth of nickel nanoislands on the rutile TiO 2 110)-p1 1) surface. Such analysis revealed growth at temperatures between 295 and 495 K via the Volmer±Weber V±W) mode of three-di- mensional islands, in agreement with thermodynamic expectations. The Ni islands grew ®rst as small crystalline domes with no preferential alignment with the TiO 2 110) surface, but with increasing Ni dose their orientation evolved, until almost perfect monocrystalline 110 Ni k110 TiO 2 , 110 Ni k001 TiO 2 orientation-relations were established. This ar- rangement has one of the lowest lattice mismatches if an average of the two orthogonal surface directions [001] TiO 2 and [110] TiO 2 is considered. The epitaxial relation persists upon annealing in ultra-high vacuum UHV) to 1065 K and the heat treatment causes the particles to coarsen and grow in size. When the crystalline islands of nickel are oxidised, the lattice parameters are modi®ed, consistent with the formation of NiO. A new epitaxial relation is established between the overlayer and the substrate: 001 layer k110 TiO 2 , 1 10 layer k001 TiO 2 . This produces a large strain parallel to the [1 10] TiO 2 direction and a very small strain along [001] TiO 2 0.13% mismatch). UHV annealing of the oxidised overlayer reduces the crystallites to islands with lattice parameters corresponding to nickel metal, but the original crystallography is not recovered. Instead, the nanoislands of reduced nickel maintain the same overlayer orientation as for the oxide. A model is presented in which the change in epitaxial relation is attributed to the formation of an interfacial NiO layer between the reduced Ni islands and TiO 2 substrate. The results demonstrate that the oxidation/reduction treatment of the substrate and overlayer can be used to modify the microstructure of the metal/oxide system, and have implications for the use of nickel as a supported metal catalyst. Ó 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved. Keywords: Nickel; Titanium oxide; Scanning tunneling microscopy; Re¯ection high-energy electron diraction RHEED); Epitaxy; Growth; Surface structure, morphology, roughness, and topography; Oxidation 1. Introduction Despite the advances in catalyst technology since the discovery of nickels catalytic activity as early as 1869), nickel has not been superseded as the material of choice for the hydrogenation of oils Surface Science 486 2001) 167±184 www.elsevier.nl/locate/susc * Corresponding author. Present address: Department of Chemical Engineering, Yale University, P.O. Box 208286, New Haven, CT 06520-8286, USA. Tel.: +1-203-432-4332; fax: +1- 203-432-4387. E-mail address: [email protected] R.E. Tanner). 0039-6028/01/$ - see front matter Ó 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved. PII:S0039-602801)01032-9

Upload: vutuong

Post on 05-Feb-2017

218 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: The evolution of Ni nanoislands on the rutile TiO2(110) surface with

��� ������� �� � ��� �� � ��� ����� ������������ �� ��� ����� ��� �� �� � ����� ��� ����

�� � � �� �!� "� #���� �$ $� %��� & ����� � #�'�(� )����

���������� ������� �� ���������� ����� ����� ���� ���� ��� ���� ��$ ���������� � �� ��� ������ ������� � ��� ���!��!���� " � #$� ��� % ���� & ���� ���� &��! �� '�(�������(�

"� %��� ����������� )**+, ����� %���� #����

������� * +�,���$�� ����- ���,��� ��� ,�$�� �� �. % ��� ����

��������

+� � ������ �������,� �+�%� � ��/���� ���0����� ������� �1� ��� ��2 (� � �� $�� ���� ��

�� �� ��� ��� ���,������ � ������ �� �3�� ��� �� � ��� ����� ��������0,��� �� ���� ��� +���

���� ���� ��� ������ � ���,�� ����� $����� �45 � 645 7 � ��� 8�����9:�$�� �89:� ���� �� �����0�0

���� � �� ��� ������� ��� �������� �� ��,��� ���� ��� � �� �� ���� ;��� � �� �� ����� ��� �����

��� � ,������� � ����� ��� ��� �������� ���� ��� $�� ��� ��� �� � ���� ���� ���� �� �������� ���

����� ,������ �������� ��� ��������������� � ���������������� ���� ��0��� ��� ���� ��� $������ ��� �0� ����� � � �� �� ��� ������ � ���� ��� ����� � ��� �� �� ��� ��� ������� � ���� �� ������� <���=��� �

<���=��� � ��������� ��� �,� � � ��� �� ,������ �,� � �� ���� 0��� � ���� �>28� �� ��.5 7 � ���

�� � ��� ���� � ���� ��� , ������ �� �� ��� � ���� �?�� :�� ��� ����� ��� �� �� �� �3�� �� ������� ���

� ���� , � ������ �� ���;��� ������� ��� ��� ���� �� �� ��� ' �� �,� � � ��� �� � ��� $����� $�����

��� ����� ��� � ��� ��$��� ��@ ������ ������������ � ������� ������������ � ��� ,������� � ��� ��� , � ���� �� ���<����=��� ������ � ���� �� �� ��� ��� <���=��� �����AB ��� ����� >28 � �� �� ��� ������ ����� ���

������� ��� ����� ����� �� �� �� ��� � ���� , � ������ ������,��� �� �3�� ��� �� $�� ��� ��� � ����� ����� ,��

� �� ���������� "��� �� ��� ��� �� �� ������� �3�� � � ��� � �� ����� ��� ���� �� � ��� ��� ����� '

����� � ,������� ���� ��� �� �� �,� � � ��� �� � ���$���� �� ��� ���� �� �� ���� � � �� � ���

$����� ��� ������� � �� �� � ��� ��$��� ��� ��� ������� ������� �� �� � ��� ��� ��C������� ��� ���� ��

��� ��$��� �� � ����� ��� � $� ���� �� ����� ��� ������������� �� ��� ��� �C���� ������� � � �� �,�� ���

��� ��� ��� �� �3�� � ��,,����� ��� � � � ����� � ���� ������ +���� )�8� '�� ����� ���������

���-���. ��3��- �� �� ����- +� � ����� �������,�- ��/���� ���0����� ������� �1� ��� ��2 (�- ,� ��-

#�����- +��� �� ���������� ���,������� ��������� � ��,��� ,��- ��� ��

� ���� ������

(��,�� ��� �� ��� � � ���� ������������ ��� �������� �� �3��� � � ���� ����� � �� ��� � �*.4�� �3�� � � �� $�� ��,������� ���� � ��� � �� ����� ��� ��� ������� �� �� ���

+��� �� +���� 6*. ������ �.D9�*6

�������������C��� ��C����

!&�����,��� ������ E����� ������@ (�, ����� ��

&���� � ������ F �� >������� E��� )�� ��*�*.� ���

2 ��� &� �.5��0*�*.� >+'� ����@ G�0��A06A�06AA�- � �@ G�0

��A06A�06A*D�

'/��� �������. ��$����� ��H� ������ ��� � � ����

��A40.��*C��CI 0 ��� ���� � ���� � ���� ������ +���� )�8� '�� ����� ���������

E""@ +��A40.��* ��� ����A�04

Page 2: The evolution of Ni nanoislands on the rutile TiO2(110) surface with

<�=� ��3�� ��,����� � ��� ���� �� �� ����� ����� �� ����� � ������ �� � �� � ������� � $�� ���� �� ���$� �� ��� � � ���� �0���� ���, ��� �� � ,����� �� � ��,,����� �+��� '���A �� �� ,���� :� � � ����� ���� ��,0,����� �C��� � � ���� �� � �� ��� ��� ��0��� �� ��� ��� � �$� ��� � �� � ������ � ������� ��� <�=� +�,,����� ��� �0�0���� �%C�� � � ����� �� ��� ��,� �� ����3�� � � � ����� ��� �������� ��� ��� % �������� � ��� �� ������� ���� � ����� ��0,����� �$�� ��� �� ������ E�� E�� � ���0���0� ��0 �� ���� ,����� ���� � ��� �� ��� ������ �� ��,���� �� ,������ � � �� ����������� $� ,����� �� � � ����� �� � �� ��� ,�� � � ���� �� �� ���� �� ���� ��� ���� ���0�� � ���� ����� 2������� ����� � ��� � ������ ��� ��� � ������ �� �� ��� ����������� ��� �� ��� � ��� ��� ��� ��$��� ��- ����������� �� �� $��� �� ��� ���� ��- � ����1���� �� ��� ��,,���� ��� �� �� ��� ������ ��0��� � ���,������� �,������ � ��� ,�����0$ ��� ������� ���� � � ���� ��������� � $����� ���,��� � �� �J���� �� ����� �������0� ���� �� ����� ���3 � � ������ ��� � ��,�������� ����� � ���� ��$��� ��� ���� � ���� +��0� �� ����� ����� ��� �� �� �� ��� � , ��������,,����� � ���� ��$��� ��� � �� ���� ��� �� ��������,��� � � � ���� ,��,����� � � ��,��� , ����� ���3���� , ����� �� ,� � ��� ��0��� �� ��� ��$��� �� ���� ��� � ���� � K��� ���� � ������ ���� ���� ��� �� � � ���� ��� ���� ��� � � ���� ������� � � ������� ������ � � � ,���$�� �� ������ ��� �� ,� �� ��� �, ������ ��� ����� ��� �� ���� �� <A95=�+� �� ��������� ���� � ����� <.= � � �$�

������ <D= �� 3�� �� ����$ � �3�� ��� �� � ���� �������� � ��� �� &�C������ <*= � &�C������ <4= � �� $�� ,�$������ %� 0����� ���� ���,�� ���� ������� � ����,�� ��&� � �C��� � � $�� �������� ��� ,����0����� � ������� ����� ���� �,��������,���LE+� >E+ � M+� <�����=� ����� �������������� �� ��� ,���� � � $��� �� ��� �C���

������ � ����� � � ���� � �� ��� $��� �������� �� ���� 0��� � ���� �>28�� 2��0����� ��,���� � ��� � � ���� �������� �� �C���

� ���� ������� ��� ��� ���� �� ����� � ���

� ���� ���,�� �� ���3 � ��������� % � 0����� ��� ���� ���� ������ ��� �����$���� ������ ���� � �,� � �0��� �� �� ����3�� �� ��� �������� ��$��� �� $�� ��� E��0, ��� ��� �� � ������ �������,� �+�%� � ��/���� ���0����� ������� �1� �����2 (� �� � �� ��������� $��� �� �� � ��������� �C��� ������� �� ��� ��� ��� � ����0��;�� �������� ���� �� � ��� ��,�����3�� ���� ������� $� � �� ,�� ���� ��� ���3� ��,����� ��� ������@ ;��� ����� �� ���������� �� ��� ���� ��0��� ��� �� � ���� ��� ����� ��- � ��� ����� , ��� ����1��� �� �� � ��� ���� � ���� �� ����� ���� ���,������ � ���� �� �� ��� �3�� ���� �������� ���� ���

�0�0 1�-� ��� ��� ��������� �� ����� ���� � � "��23��45

'� ����� �� ��� �,��� �� �� �� ��� � � �0��� � ���� ���� ��� � ��/����� ��� ����� 0��� �� ���� ��� � ���� ��� � ���� ��������#��� ������ �� ,������ ����� <5�����A=� ���� �� �� ���� ������ ��� � ��� � ��,������� ���� &���� ��� ����� ���� � ����� �0�� ��$��� ��� ��� �� ���� ������� ,��������NN����OO � � � ���$� ,�������� ���� ����,� ���� " ��� � �� ����� ����� � ���� ��������� ��� ����� ��� ���� ��� ��$��� �� �������� �,� � � ����� ��� � � � �� $� NN�������OO�NN,��������,��OO �� NN�������� ��OO ��� �����$��� ��� ��� ����� �� ��� %C� ���� �� � ��0����� ������� �� ��� ��� � �� ��� ;��� ���� ��� ����� � ����� �������� �� ��� ����0� ��� ,�������� �,� � � ���� �� � � $��$������� )�� ��� �,� 3�� ��� � ��� ����� ��������� � ���� ���� �� ��� � ���� ���,������� $� �� �� ����� �1���� ������ %���NN�� ����OO ��� �� ����� �3 � � �3 ��� ��� ��� �� � ��� �� ���� �� �� ��� ,������ $�� � �� ��� ��� �C���� ���� �� ������� ����� � ����� ���� � ����� %�� � ����� ���� ��,������ ��� ��� ���� �� ���� � ��� / � NN������ ����OO� ��� ����� � ���0$�0� ��� � ����P� 39� ��� %����� P9%� �� � �����0���0�� � �A(� �� �� �+�� �397� �� ��� +97��+���� ��� ��� ����, �� $� ��������

�.* �0'0 "����� �� � 0 6 �!���� ������� 7,) 3244�5 �)+8�,7

Page 3: The evolution of Ni nanoislands on the rutile TiO2(110) surface with

�� ��� �� ���� ���� ��� ��� � �� ��� � � $��������� ���� :� 3�� � ���9��$��� �� ��� �0��� �� �$������ ��� ���� NN�� ����OO ��� �� ���� � �$�� ��� ��� �3�� � ��,,��� 2��� ��� 0���� �� ����� � ���� ���� � ���� � ����� � �������� ���� ���� � ������� �� A( �� ������ 8�����9:�$�� �89:� �� ��� �� ��� +97������� ��� NN�� �����OO �� ��� ��� � � ���������� ��� �� ��� �� � �� ���� �� �� ��� ���� <�6=� � � � ��,����� �� � ��� �� ���� � �3�� ���,,�� ����� ��� �� ���� ����� ��� ��� ��$��� ������� ����� � �� �� �� �� ���� �� ���� �� � �� �� ��� � ��� Q����� ��� ��� <�5=� 2������� �� � ����� � �� �� ����� �� �� �� �� � ��� $�0� ���� �� �3�� � ��� ���� $� ���� ���,�0� ��� �� ��� �� ����� ����� ���������� 7 ��� ��O� ��� ����� ������� �1� ��� �M (� 0����� ��� ������ ��� � ����� ��� ��������� ���� NN��,��� � �3���� � ��� � ����� �� � � �� ���,�� ����OO <�.=� " ��� ����� ������������ ���� � � �9� $��� � � ��������� ���� � ��� �� +97 ������ �� �C�������� <�D��*=�2������� ��� � � �� ��;���� ��� �� �0�, �� � �� ����Q�� ���� � +�%� � ����,� � � ���� ��� �� $��� &�C�������� ��C�������� �� � � ���� � ����� ��� � ����� ��� �� �� ����� ��� ������ �� �3�� �����0����� � ����� ���� ��� � � ����� ���������� ��� �� � ����� �� �� ��� $ �� ���

����� ��$��� �� <�4=� :� ���� ���� �� � ��� ���������� �� �3�� � ��� �������� ���� �� � �� A(�89:� ��,�� �����$� A( � �� �� ���� � ������ ���� ��� +� �� �Q� ��� ������ �� 0� ��� ���$� � ��� ���� ��� $�� ��� 0��� �� ����� �� ���� ���� �� ������� �� �� ���� �,� � �0��� �� ��������������� � ���������������� � ��� $������ ��� $�� ���� � �$������ � ���,�� ����� $����� ���� ���,�� ���� �5�� 7�

�020 " � �9��� ��� ���������� ������� ������!���� � � � ���� /�/���� �������

2� �� �� ��� ��� � � ��� �0�0���� �%C�� � � �����- , ����� � ����� ���,���� ��,0,����� �� &� � 2� �������,�� � � $���$������ ��� ��� �C�� ������� �� ��$K�����

�� ��� ���,�� ���� ������� ������ � �� 2�� �� $��� �D�5 7 >28�- ��� � ��� � ����� ��� ����� ��� � � ���� &� ������� ��� � $� �� ��� <��=� ������� %C��� ������� �� ��� ��,����� �� ���$� � �3���� ���;��� � ���� $�� ���� ������������ � P�����9���,��� ������� <�����=� ��� ,������ � �$�� �������� ��� NN����� ��� �9��,,��� ���0 ���OO �+%+"� � � � $�� �$������ ��� ��0,����� �$�� ��� �� � ���� ����, 8""" ��� ������ ��� E�� ��� "�� E�� �� ��,,����� � ���

��$��� ���� � � ��� ��� ��� ����� �����$������ ��$��� ��� �� ��5� 8��A� %�� �$��5�<�A��6=�%�� �9��$��� �� �� ��� �� ���� � ��J���

�� � ��� ��� ��,,����� �� &� �������,��<�59�D=- � � �� 3�� �� � ��� +%+" �� ��� ����0�� �� ����� � ,������� ������$���� , ������ �NN������OO� �1��� ��� ������ � ���� ��� ��� � � $�� �$������ ������� 2� % �� ��C��� <�*=� � +�% ��� � �������� $�� � ��� ��, � ��� E�C��� <�4=���� ������ �� $������ �� ,���� ��� $���3 ��� ���� ���� � ��� ��� � , ������� P�� ���� � � ���� �� ����� ��� � � ����,�� ��� � NN����0� ��OO �� NN�� ,��� ��OO �� �� �� ,���� ����� � � ����� E���� ��� � ���� � ����� ,��$��� � � ���� ���������� � �������� � �� ��� ��� NN,�����OO � � ���� � ������� ���� ����� �� ����� � ����� ���������� � ���� ���3 � � �� ������� � ��� �C���

�������" ��� ������ �� ���� � �� � ��� ��� ��C

������� ������� �� �C��� ����� �� 0� �� ���,������ � � �������� �� ��� �� ������� �� � ����� � �������� � ��� >28�� ����� �, �� �**� 7 ��� ��� ����� �� �������$�� ���� ��� ���,�� ���� ��� ��� � �������� ���� ���� � �������� ���������� ��� ,������� ����������� � � �� ���� ���� ��0��� �� ������ ��$��� �� ��������������� � ��� ����� ����� 0,�� � ���,������ �� ��� ���� �� � ��� ���� �0����� ��� ��� � �,��� ���� ������ �� ������ �� � ������ ���� ��� �� �� � ����, � ����� � ����� ��� ���� ��� 8 ���� 0� �� �� �� ������� ��� ������ � �,��� ������ � � ���� ��� ������� ����� �� �� ����� �� $� � �� �� , �� ��� ����������

�0'0 "����� �� � 0 6 �!���� ������� 7,) 3244�5 �)+8�,7 �.4

Page 4: The evolution of Ni nanoislands on the rutile TiO2(110) surface with

� ������������ ������

��� ��,����� � ,, � ��� ������ �� ���>28 �� �$��� ,��,�� �� $ �� ,������� �����* E � >, �� ����� ����� ��� ������ E�9"� �,� � ����� � �,��� � � $� �� ��� ������� � ��0���� ���3 ��� � ������� ��� ��� ������ �$��� P������ $ 3�0��� �� ��� ������� ����, � � �,�� ���� �� ������� �� ��� �$���� ���� �$��� ��� � ������� ��� ������ ���0� ���0���,�� ���� +�% �R �M R+�%065��L��<A�=� ��� �� �$�� � � ���� ��� �Q�,,�� ���� ����� ��� � �0������ ������� � $� � �,� ���%) �� � �� �,����������� ��� � ��,���� ��2 (� ��� � �,�� � � ������ � ��� ���0����� � ����� �� ��� �� �$�� ��� ��� ������� � ,��$�� ���� ��� ��� � �,�� ���� ��� "��� � �� ��� �� �������� � ��� ����� � �$� � ���� ���� ���� ���$ ��� �� ����0Q��� � $� ���� ����� ������ �� � ,��������� ������ ��� ��� ��� � �,�� � ,�0� ��� ��� ,��, � �� �� �$�� � � �Q�,,����� � ����� ��� � � ����� '�� � �,������ � ����0��� ��� ���0;��� ����� ��� �� �0��� M ( � '���� ������� �,��������,��' +�������� ,��� ����������� ��� � ��� �0

� � ��� �� ��� �������� �� ,�� ������� ��0����� 0��,� ���������� $�� ����� (������� � $� ��� ��� $� �� �� �� ����� 7 � ��$0��Q��� ����� �� ���� ���,�� ����� ��� ����0Q�� ������ ��J��� � �,�� ��������� ���+�% �� ��������� ���� �� ��� ���������� � ������� ��;���� � ������ ,��, ��� �������� � �� �� ���� � ���� �� ����� � 0� ��� � ������� Q����� <A�=�� " ��� ���3���� ���� ����� � �������� � ���� �E07 %�+������ >7� ���� ��� �� ,���� �� ������ �� D ��A � ���� ������ � ��, �� ��0������� �� ��� +����� � ���� 2�� ���,�� ����������� ���,� ��� ���� 7� �� �� ����� ���� �,��� ���� �, Q�� ������ �� ���� $��� ���0���� ��� ���� ��� �� ��� � �,��� ���� ��� �� ����$�� � �,���� ���� $� '�� � $��$ ��0��� ���,� ��� �5 �� 5�� �8� �� ������ �5�'�� +,����� � � �� � � ������� $� � ���� � �� � ����� 7 ��� �59A5 �� ������� ��� � ,� �� ������� ���� ��� �������� $�

' +� M ( � �2 (� ' �,�� � ,��������� � ���� �� ������� ��� ���,�� �������3�� � � ��,����� � 65� �� ��� �,����

���� ������� �� � ��� ������� ������� $� ���� � �� ,�� ��� ������� ',,��� ���� ��������� #�6�� ' ���� � ��� � ��,���� � ��� � ������ � �� ����0/�� ����� ����0$� � �� ,�� ���� ��� ������� ���� �� ����0� ����� ,�� ��� �3�� ����� �� � � ������� �� � ��� ��� �2 ( � ������ ���,�� �����$����� �45 � 645 7� '?���� � ��� �� �� ���� �,�� �� �� $����� �� � 65� ,������� ���0�� �� �� � �� �� �1� ��� ���� � �������;� �� �� � ������0���� ��� ��� ������ � �,��� ���� ,��, ���� ��� ��� ���� ��� ���, � ���� �� ����� ��� <���=��� �� ��� <�

���=��� �0������ ��� ������ ����� �� �� ��� ���� � ���� �1� ��� ����� ����� ������� � ���

<���= � <����= ?������ �����0��� �� �� ���$� ���� ��� �� �� ����� ��� �2 ( , ��������� ��� ��� ���0����� � ��(� �1� ����$� ��� ��� ������ �� �������� ��� � ����� ��� �� � ������ ����� A( �� ����� , �0���� ���������� E�9"� +�% �, � � ���� ���� ���� ��,�0

��� �� ��� �� ���� �� ��� �,���� ���� ����� ������ �� ��� �� �0�, �� ���� �� ����� ��� ��� �1� ��� , ����� ��� ��,����� � ��� �� ��� ���,,�� �� ,,�� �� ��� �,� ����� � ������� ��,�� �� ��� � ��� ���� �0Q���� ��� ��� �, ���� � ����� ,���� � ���� � �,�� $ ���� ' ���� �� �1��� � � �������� ��� +�% ����� �� �� ����� ��� ��� ���� ����� ��������� �� ��� ���� � ,���� � ��������� �?� ����$��� �� � �������� � ��

� � ������ �� ��� ������ � ����� �� � ����,�� ����� ������� $� �� ��� ,���0������ ',,���� ���� 5� ���� ���� �%M� � � ��� ,�� ��� ��� ��� ��������0��� ��� �,���� ��� +�% � ��� ���� �Q���� � � ������ � �� ����� ��� ��� �� ,����� ��J���� � ��� �� ���� � ��� ���� � � �� � � ���0,�� ����� ��� +�% � � �,�� ��� � � � ����� �,�� $ � ��� �� �� ������ ������� ���������� ���� �� � �� �. � ,�� � ���� �� �� ���� ���� �� ��� �, ��� ��� ��$��� �� ���������� ��� � ����� ��� �,9� �,�� ��, 0� �� � ������ ��� :0,�?� ��� �� ���� �� �, ��

�D� �0'0 "����� �� � 0 6 �!���� ������� 7,) 3244�5 �)+8�,7

Page 5: The evolution of Ni nanoislands on the rutile TiO2(110) surface with

6� � �� ������� ��� � ����� ������� ,���� "� 0��� ��� � $��,� �� ��� �������� ������� �,0��� ��� �� �� ���� ��� ���� � �������� ��� �� ����� ,��������" ��, � �� ��,������ ��� �1��� �� ��� ��C

������� ��� ���� � �C�������� ������� � ������� ��� +�% � �2 (� ��� ��� ���

��$��� �� � � ����� ��� � � ������ $� ��0,����� �� �� P������ �� � ������� ����0���,� �+ %� ����� ��� � �,�� � � 3�,� �� � � � ��,� ��� >28 ���� �6�� � � ����+��� �� ������� ���� � �� � � ����0� ��� $� �� �0��� �2 (�

� ��������� �� ��������������������� ���� ��������

�0�0 ;- �����(� ��!���� ��� � � (�-� ��� <� � "��23��45

��� � �� P�� � � ���� � ������ ��,�0�� ,� �� ��� ��������0,��� �� ���� �� ���������,����� �� � � AD5 7� ��� +�% � �� ��;����� � ��� ���� 3� M ( � �2 ( , ������$��� $����� � ���� � ��,����� � � ����$� ��� ��� ����� �� ���,� ��� <����=��� �<����=��� �������� ��� � ������ �� ��� �,�����0

� ,������ � ����� �� � � ������ ������ ,����� �������� ������� �� ��� ��� ���0� �� � � ���� �� �� ��� �� �������������2������� � �� �� ��� M ( � �2 (, ����� � � ������ $�� ������� � ��,������2 ( � ��������� ������ �� ��� ��� ���0�� �� �� ��� �� � ��� ��� ��� M ( , ����� ������� ��� ,������ ��,���� �����M ( � ��� ���� ��� ����� ��� ���� ��� ��� ���� $��� 6 %M � <A�=� ' ��� ������ $ ���� ����� 8� � � ���� �� �� �� ��� $������ ����� ��� <���=��� ������� ����� �� ��,� ��� ��� ��� �� ���� ��� �������� ���� �� � �� ���$���� �� ���� �� ����0����� ��� 0,� �� ���� ��, � ��� $� �� �� ���� ���.5� �� ��� <����=��� ������ <�4=���� +�% � �� ����� � ��� ��$�� �� ����

�� ������ ,�������� $���� ���� �� ��� � ������ �� � ��,����� ��� $ �� ��������0,��� �� ���� ��� ��$��� �� � ��$�� ����� 0������ ��� ��� ��������� ������� ��� �� 3��� ��� $����� �9��� ���, ��� �� �9��"� ��� �,��� � �$����� A( �� 89: ������� � �� +97 � �$������ �� ,������ �����<�D=� � ������� ���� ���� ��� <A�=� P ������� � ������� ��� ������ ���� ����� ���� �������������� � /�� � ���,�� ����� " ��������� ��� ���� ��� � ��� ���� ���0������� ���,0,�� �������� �P�� �� �� ������� ������� ������0��� $� ��� ,������ �� ���� ����� �� ��$0����� ��� ���� ����� 2������� ��� �1��� �� ��� ���0� �� ������� � ��� ������ ���� � � $� ���0�$��@ � �1��� � � ��� ��� &� ���� � �,���������������� ������ ��������0��� �� � �,��� <AA=���� �� 3 /���� �� ���� �� ������ ����� ����� �� $�� ���� � ������� ��� ��� �� 3��� ��� $����� ��� � ����� ��� ;�� � ���

��$��� ��� � ��� ��� ��� �� $ ���� ��� ��0���� <A6=� +�� � $�� ���� � ��, ��� ��� �C������� �������� �� � ���� P�� � � �����

��� � +�% � ��� ,,� � ,������� ��� � ���,������ ��� $�� ���� � ���$���� �� ��� ������� ��� ��� � ���� � ��� � ���� �� �������� ��� �1��� � ���� � �� ����� ���������� � ��������� ����� ,��$ $��� �� ����� � ���� �� $�� ����� "� � �,���$�� �� �� �� � �0$������� ������� ��� � �������� � �� ���� ��� �

P�� �� '� ��� � �,�� $ �� �3�� ��� �� �� ��� �

��������0,��� �� ���� �� �������� ���� ��� ��� <����= �0

������ ��� �� �� � �� ����� ������ �� ������� � ���,

������ 8���� � ���� 3� � � ���� $� ������� � ����

�� ����� 8� �� ���� '� � AD5 7�

�0'0 "����� �� � 0 6 �!���� ������� 7,) 3244�5 �)+8�,7 �D�

Page 6: The evolution of Ni nanoislands on the rutile TiO2(110) surface with

����� �� �,,�� ���, �����@ � � ,,� � �� ��� ������� ���,� ��� � � ��� �$������ ��� &�C��������<A6=� ����� ��� &� �������� ���� ��� ��� � ��������,�� �,��� ��� �,,�� ���� ���� " ���� ��� ���� �� �� P�� � ,,� � �� ,����� ��� ��� ��,���,�� ��� ������ � � �,���$�� �� ���� ��� �� ���� � � ���� �� ����� ����� � ��� ����� ���,����� ��� ���� ��� ,���$��� 9 �� � ��� ����0 �� ���� ������ � ��� �,,�� ���, ���� 9 � ������ � ����0����� ��� �� �� � ����� ���� � ����� ��� ��� �� � ,�������� ���� ������ ��� �� ���� ���;�� �������� ,��,������'���� ������ �� ��� ��$��� �� �������� ����,� ���� � ��� ����� ��� �� $����� �,� � �� ��� ��� ��� ��������� ����� � �� �� ��� ��� ��� ����� �� �������� �3�� �� �� � �� ��,� � � ����� ��

���. �� M�0�� � ����� ��� �������� ���� � ������ ,� �� $� ����� ��� ��� �� ��� �� �AA��>�� ��� ��;�� �� � %M ���� ��� ���� ����<�.�A5=� � ���� �( ����� �� �� ������6 ���� ���� �� ��� %M � �������� ��� ���� ��� �� �� $��� ��� ��� � �� �� ������� ��$��� �� �� �� $ �� ��� �� � ��C�� � ��� �� �� ������ �� �� ��� ���� 2��� ��� ��,����� �� � ���� ��� � ����5 %M �� ��� ��� �0$� �/�� ��,������ ������� ��� ��$0���� ���� �$� �� �� �������� � ����� /���

�020 ������������ � � ���������/�� ����� �<�6"��23��45 ��� �� ��� ��� (�

+���� � ������ ��� ���� ���� � �� ��,�������/��� ������ ���� ��� �� �3�� � �������������� M�� %���� ��� �,� � �0��� ��� ���� �� ��� ��� � �������� �� ��� ���� P�� ������� � $�� � ���� ���� ��� �,� � � ��� ���

� ���� ��� ������� ������ �� � � ���� ��0�� ��� � ��������� �� ����� ��,������ �1���� %����0����� � ,� � ��� , � ���� ��

P�� �� +���� �� ������ �� �� �� �� ����� ����� �� ��� �3��

��� �1���� ���� ���� � � ��������������� � ��� ����� �0��� � ��,���� ��� ����� � ��� �,,������� ��� ��� $�������� ��$��� �� � � ���� � 56�D�� �$� ��� ��� �� � �� ����������������� � ��� ���,,�� ��������� ������ �� S���T0��,�� ���� ���� � A5�A� �� ��� ��$��� ��� ��� ��������������� ���� S���T0��,� � ���� � ��� ��� � ��� �� ���� � A5�A������� ��� S���T � ��� � ��� ��� �� ���� � 65�� �� �������$���� �� ������� ��� ���� ������� �� � 0

�� ���

� $�� �

���� �� ��� ��� � ��� ��� � ���� ��� �������� �,� � � �� � �C��������� ��� �������� ��� ��,������ ��� ��$�� �� ��� ����� ��� ������ � �� � �� � �� ��� ��� ��� � ��� ��

������ ������ ������ ���A�� ������

(����� ���������� �<���= �<����= �<����= �<����= �<����=

&���������������� �� � � � � �

%�� ������������� �� ��4��B �5�*B �5�*B �5�*B �5�*B(����� ����������� �<���= �<���= �<�����= �<�A��A= �<���=

&����������������� �� � A � � �

%�� �������������� �� �*�5B ��5��B AA�.B ��D��B �*�5B

�D� �0'0 "����� �� � 0 6 �!���� ������� 7,) 3244�5 �)+8�,7

Page 7: The evolution of Ni nanoislands on the rutile TiO2(110) surface with

��� �������� ���� ��� ��� ;��� � ������ �������� ��� � ���� �� �� ���� ������� ��� , � ������ <���=��� � <�

���=��� � ���,�������� ��� ����� � ;��� ���� ��� ��� ��� ��$�� �� ��� �, ��� ������ �� ����� ����� ���� ���� �� � ���� ����� ��� ��� � ���� ���� ����� � ��� ���� ���� �� ��� ��� ���� ��� � $�� �� ��� ������� ������� ������ � �� ��, ���� 2���������,���� �� �,� � ��� ������ ������ � 3� ��������� �� �� ���� ��0����� ��� �,��� � � ��������� � �� � ��� ����� �� ��� � $������ ������� ���� ��� �� �3�� � �� $��

��,����� ����� , � ���� �� ��� �������� ,� �@

������ <�D=� ������ <�D�A.=� ������ � ���A��<A�=� ����� �����0����� � � % � � ��� ��,,����,����� ��� �������� � 6D5 7 <AD= ���� ���&������ ������ �� ��� ���� �� �� ,���������3 ����� &������ � � ��� <�6�AA�A*96.=� E��0�$�� ��,����� ��� �� ����� ������ �� ������ P�� ���2 ( , ����� � +�% � ��� �� ���

�������� ���� �� � ���� � ���� ��,�������� �� ,������� P�� A� ��� ;��� � � �������� ��� <���= � <����= �2 ( , ������ � ��� ����� ����� ��� � ��� ������,���+�% � ���� �� ��� ������,��� �� �1����

P�� A� ������ �� +�% � �2 ( � ��� �� ��� �������� ���� �� � ����� �� �3�� ����� ��� � �9��� ) �� ��������- ���9

��� � ��,���� ��� �� �- ���9�� 5� �- � �K�9��� ��� �� ��� ;��� ����� ����� �� 38 �2 ( , ����� ��� ���<���= ?����� ���

����� ����� � ���� � ������ ��,�� �� ��� +�% � ��� �� ��� ������ ���� ��� ��� ���� ����� ����� �� 38 �2 ( , �����

��� ���<����= ?����� ��� ����� �� � � �� � �$� ��� $�� � ���� ��� �� $� $��� � %M ���� �� ��

�0'0 "����� �� � 0 6 �!���� ������� 7,) 3244�5 �)+8�,7 �DA

Page 8: The evolution of Ni nanoislands on the rutile TiO2(110) surface with

��,������ <���= � <����= �2 ( , ����� ������� ��� ���� �� ,��� �� ��,���� �� ���� P�� A� � � ���� ���,�������� ' +�% � �� ����� ���� �� � ���� P�� A�$�� ��� � � ���� ��� �(� ������ � ���� ����� � ��� ���� �� ������ ��������� ��� �� ��� ����� ���� �� �?� ����� ��� ����� �� ���,�� � � ������ ��0�� ��� , ����� ��� ���� �� ������� ���� 3��P�� A� � � �������� ������� �� ��� �2 ( , ����� ��� �0

��,���� ��� � ��� ������,��� +�% � 0��� �� ���� P�� A���9���� ��� � ��,����� �� � � �������� ���� ��$0���� ��� � �$� 0�� ��,������ � � � ���� ��� � �Q�� ����� ��� ���,���� �� � %M ���� �� �� :�� ��������� �� �,�� ��� �� ,�� ��� �������� ����1� ��� , ����� $��� <���=��� � <�

���=�������� ����� ,�� ������� ������� �� ����(0��0A( �� ��� ��;��� ��� � ���� ���0��� �� A( �89:� ������ ����� ���� ��� ���� ����� �� ���� " ��� ���0����� �� � ��� �� P���� � A���� � ����� $� ����� �� � ��� ������,����� A( �������� � ,������� $� ��� ��$��� �� �� ������� 7 $��� ���� ���,�� ������ 2����������� ���� ���,�� ���� ���� ������� �� �$0������ � �2 ( ����� ����� ��� �����0�,��� �� � ���0$�0� ��� ������� ��������� ��������� �� � 89: ������ �� � ����� �������� ��0���� � �� ���,�� ����� $����� �45 � 645 7���� +�% � �� P�� A��� ��,� �� ���� �� ��� �� �Q� ��� ����� ������ 695 � � ���������� ���� �� � ��,����� �2 ( , ��������� ��� ���� ��� P�� A��� � ���� ���$� ��0����� ��� �� ������ ��0� ���� NN(�$�� ���OO���� �� ���� ��� �� �� ���,� � �, ��� � ����� ������ ����� ������ 2������ ������ �� ��,���� ���� ���� ��� �� �0����� ��� ��� �?� � ��� �� ,� �� ���� ������ ����� �� ���� � � $� ��� P�� A������� ,��, � �� �� ��� ��� �� ����� ���������� � ���� �� �� ��� �� ,�� � ����0��,��� �� ����� ����� ����� ,�� � ����� &����0�,��� �1� ��� , ������ P�� A��� � ������$� ���� ���� ,�������� ��� �� �����,�������� ���� ��� � � $� K����� ���� 0����� ,��,� ���� ��� �1���� ��� �� ����,���� ��� ���� ������� � ���� ��� ������� ��,���� ��� ����0��;�� ������ �� ����

P�� A�3� ���$� �������� ��� �1� ���, ����� �P�� A�K� � ����� ����� , ����� �� ���� ��� ��� � ���� � � ��,����� �� � � ��� � ���� ��� ���,�� ����� ��� ,������� ,����� ������ ��� ������ ������� ������ � ������ ��$������� � �������� ��� ����� ����� �� ���, ,������ �������� ��� �1� ��� , ����� P��

A�K� � ��� �� ������� ��� ���,������� ���� � ���� � �� ����� , ����� �� NN?��0 ���OO � % ���������� 7��� ����� ?��� �����$� �� ��� ��� �2 ( $� � , � ���� �� ���<���= � <����= ��� �������� ���,�������� ���, ����� �� ��J��� �� ��;� ��� ���� ��0��� �� ��� ��� ��$��� �� � S���T���������� � �������������� � ��������������� � P�� 6 � ��,����� �� �� ��� ���,��� � �, �� ���� ������ ��� � �,�� ���� ��� � ���� ��� ��� ��� ���0,����� ��;���� � ��� ��� $����� ������,��� � �, �� ������� � ��� �������� ���2 ( ,, � ���� ��� �2 ( , ����� �����1���� ?����� �� ��,���,���� � ��� ,0,��,� �� ��� ���� ��� ��� ���� � ?��� �A5� � 65� ��� ��� �P�� 6��� � ����� ��;��� �$������� ��� ������ �� ���� ��0��� ��� ����� ��� M �� ?��� �� ��� �,�A5�0��� ��� ����� �� ��� ��/����� $���� �� ������<A�A�= , ����� � �,� 65�0��� �� ���� ����0��,� , ���� � �$������� �,�� �� 4���� �� ���� ��� �� � <�����= ?�� � 56�� ���� ��� � �������� $����� ��� ��� �� �� ��/��0��� ��� ��,����� � �2 ( , ����� �� ���� ��� ���,��� � � ���� ,����" ���� �� ��� ������� �� ��� ���� ��

�� ��� ������ ��� ���� �� ,� ��� �� ������ ��,���� ���� :��� � ��� �Q� ��� �� ����� ������� ��� � ����� ����� ������ ����� �� ,� �� ��� � ���� �?� ��� �������� �� ���� ���� � ����� ������ ���8���� ���� $���� ��� � ����� ����� �����$�� �� � �� ������ � ���� �� 3�� � NN���0��������OO� P ��� ��� �� �������� ���� ���0� � ������� +�% � ��� ������ P�� A�3�� ����� 3 ���� �2 ( �� ����� , ����������� P�� A�K� � ���� �� �� �� � ��� ��� � ���� �� ���� � $��� A5� �� ��� ���� �� � �� ������� ��,�� � ��� ����� ��� �� ,���$�� ������� ��,�� ��� � ��� ����� ��� ��� �� ,��

�D6 �0'0 "����� �� � 0 6 �!���� ������� 7,) 3244�5 �)+8�,7

Page 9: The evolution of Ni nanoislands on the rutile TiO2(110) surface with

P�� �� ,��,���� � ��� $ �� �� ��� �� �������� �� ����� �� ��� %���� ��� ,� ��� E������������ �� ��� �� ,� �� ���0�� ����� ��� � �� ��� ���� ���� ��� ���� ��� / �0��,,�� �������� �����$0���� ��� E�C�������� <�4=� &�C��������<A6= � E�C'���A <6D=� '������� ��� �����, �� $�� ���� � � $� ��� �� ����� ����� �� ����,���� ���,�� ������ ������� ����� ��� 0�� ��� ���� �� �� A( �������� ��� ���� ���� ����� �� ��� �� ���� ���,�� ���� ������� +�0� � � ����� ����� ����� ���� �$������ ��� ���, 0� $�� ����� ��� �� &�C��� ��,����� � 6D5 7

<AD=� " ��� &�C��� ������ �����0������ ����0� ���� ���� ��� �$������� ��� ����, � ��� ���� � ,���$�� �1���� , � ������ ��Q���� ���+�% � �� �� ��� �� �� � �� � �� ���� � $���� � �� ����0�� �� �� ����� � ��� � ���� �������� �� ���� � $�� �� ������� ������� ��� ������ ����� ���� �� ,��� ��� ��� ���� � � ����� ��� � / �0��,,�� E� �������� <�4=���� � <����= �� ����� , ���� �2 (

���� �� ��� ,������ �� ��� ����� ��� ���� ����� ��� �� ��� ��� ��� ��� �� �5� �P��� A�K� �6� ��� " P�� A�K�� ��� ����� ��� �� �1� ���

P�� 6� �����0����� ������� A( ���,��� � �, �� �� � ����3� ������� ��� � �,� ������� ��,���,���� ��� ������� ����� ��

��� ��� ���,��� � � ���� ���� ������� ����� ��� � ���� �� � ��� �� 38 � �A �� � �,��0����� ��� ��� �2 ( , �����

���� ���� �1���� ?���� � ������� ���� ��/����� ���� � �� ���� ��� ��� � ;��- �$� � ;�� � ��$��� ��- ���� ���� ��� ��$��� ��

����

�0'0 "����� �� � 0 6 �!���� ������� 7,) 3244�5 �)+8�,7 �D5

Page 10: The evolution of Ni nanoislands on the rutile TiO2(110) surface with

�,��� � ����� ��� � ����� %���,�� ���� ������ ��� � � ���� � ����� � �� $�� �$������ ������� ���,�� ���� ��,���� �� � ��� %��0�����0��� �� <6*=� � ��� ���� ��� ���� ��0,����� ��� E� � &������ ����� ���� � ���

������ ����� ���� ���,����� � ��� �� �3� � ���� E� � &� <6��64=� E������ M ( ������ �� �C�������� ��� �� ��� ������ �� ������ �� �� � ���A�� �� �� ����� $� �D� <A�=� ��� �,� � �� ��� ��� ��� ��$��� �� ��� ����� ���� ��� ����� ,��� ������� ���� � $�� �� � ��� �,� � �0��� �� � � ������� ���,�� �� ��� �� ������� ��� ����,�� �� ������ ������� " ���,����� ���3 ��� �2 ( , ����� �� �� ����������� ������� ������� ��� ��� �� ��� ���$���,��� � ���� �� ���� � � ��� ���� ������������� ����� � ���� �� � � ��/��� ��� � ���O� ����,� �� ���� ������� ��� ��� ��$��� ��� '�0������ � � � ��,����� � ���� ��� ���,�� ����� � ��� � ��� �2 ( , ����� �P�� A�K� � �������� �� ����� � ���� ���� �� ������ �� $��3 ��� ���� ����������� � ����� ����� ��� ����Q� �0������� �� ����� ����� � ��� � $� ,��0������ ��� <���=��� ������� ����� ��� ��� <����=��� �� ��� ����� � ���� ����� $�� ��� ��� ��� �� ��� ��� ��� ��� ,��0,����� � ������� � ����� ��� ��� ���0� ��� �� � ����� ���� ���� �� � ��$��� ���J��� �� ���� ��� ����� ����� �� ���� ��� ������ � ' NN �� � ��� ���OO � � $� ��;�� �@

�� ������

������

��������

��������

��������

��������

���64 � �� ��A5� �� � ���4.� ��.5� ��

���4.� ��.5� ��

*�4B�

� ��� � ��� �� ���� ��������� �� ���� �� ��!���

70�0 ��( �����(�. ��������!�� ��������� � ����� !���

P�� 5 ����� ��� ��� �?� �� � �������� � ����������� ���� �� � ��� � ����� �� � ����,�� ����� P������ ��,���� �� �5� %M�3�� ��� ��� ��������0��� ��� ���� ��� ���0

,�� ���� +�% � ��� ���� ���� �� ����� ����� �� �?� ����$��� �� ��� � ��������� " �������0� � ����� �� ��,����� ��� +�% � ��� � �1���� �� ��� �� ��� � �� ,������� ����0� ��� ��� � �� �� � � ���� NN���0�������OO�� ,�� ��� ����0� � ����� � ����� �� ���0Q���� ����$���� ��� ��� ��� �� � ��� � �� ��?�� ��;�� � ��� ������� �� �� ��� $ ������� ��� ��� ��$��� �� <���=��� � <����=���������� <5��5�=� ��� $ �?� � � ��� � D � ��� �� � ��� � �?�� ��� ��� ����� ���� ��� ���� �� ��� �� � � � ,,���� ���� ��� �� � ��

P�� 5� ��,� � ���� ���0���,�� ���� +�% � ��� �����0� �

������ � �?� ����$���� �����0� � ������ ��� �C

�������� � �1���� � � ���,�� ������ � �� �$� 6D� 7

Q������ �� �45 7 ����� ��� �� �?� ������ ���,�� ����

�����- ���� ��� D�� 7� �� � ���� ����� ������ ���,�� 0

���� �����- ���� ��� **� 7- ���� ��� 445 7 � ��� �K� ��.5 7�

�D. �0'0 "����� �� � 0 6 �!���� ������� 7,) 3244�5 �)+8�,7

Page 11: The evolution of Ni nanoislands on the rutile TiO2(110) surface with

��� �� ��� # ��� �,�� �� ��� ;���� �� ����� � �������� �� ��� ��� � ��� ��� ��� ��� ��� � �?�� ,������ ��� ��� �� P�� 5�$�� ������� ����� � ���� ��� ��� �� ���,�� ���� ������ ;��� ����� ���,�� ������ '$��� �**� 7 � ����� � � ��* � ��� �� ���,�� ������ +�� �$�� ���� � �$������ ��� ��� �� � ����������� ����� ������ ���,�� ����� ��� P�� 5������� ����� ��� ��� ���� �5 � ���� ���� ����Q������ �� �A. � � **� 7� � � ,,���0� ���� ���� � ��� ����� ���,�� ������ &� ��0�� � ������ ��� ��� ��� � ����0��� � ���� ��� ���� �� � ����� ����� ��� ���� ����� ���� ������� ���� �� ����� �� ��� �� ��� ����Q��$��� �� ��� ��� �� ��� ��,����� � � �� � ��� �� �� � � �� �� �� ����� 2���������� ; � �� �� � � �� $� �� �� � ��� �� �0�,�� ,������ � �,,���� $� �1��� �� ���0� �� � ��0�� ���� $ ��������� ���� �� $� ���� �������� � ���� ���

������ � �� ��� � �������� ��� M�����?�+���?�� � : ��� �M+:� ������ <5��5A=� ��� ���� � �� 0;��� ������ � � ������� �� ���0� ��� $� &� 3� ���� <56�55= � ,������ ����0$���� �� A( �� � �?�� �� � �� �� ������3���� ��� ��� ��� $� �,�� ���� 0���� +��� ����$���� � �� $�� �$������ ���# C# '������ � #�C+����� <5.95*=� E��������3���� ���� ��� �� �� �������� � �# ��� �����$���� � �� $�� ���$���� �� �� �������0��� ��� $�� ����� ' ������� ��� ���� �� ���� � ������� ��� M+: ���� ��� � �� $� ,0,��� ����� ��� ��� �������9������� ��� ���� ���0����$�� ��� ��� ������� ������ 2����������� Q� �� ��� ����� � � $� ������ ���� P��5� %��� �� ��� �?� ����$��� ������ �������0� � ����� �� ��������� '� ��� ���������,�� ���� ���$��Q����� Q������ �� ���� �������$��� � ������� �� ����� �3����� ����� ����,�� ����� $����� D�� � ��.5 7 � � ,��0����� �3����� �, �� �� ��� � �,�� ,���$���+�% ����� �� ���� ���,�� ���� � �,��"� ��� ������ ���$�� �������� � ;��� ���0,�� ����� �� �� �� � �� �� �� ������� ,��0������ ���� �� ���,��$�� ��� �� ��� �� ��� ,� � ���� � ���,�� ����� ��� /�� �� � ����� ���� �� ���� � �� � � ?��� ���������1��� �� � ��� �� ��� ��$��� ��� �� ��� � �

�� �� �� � ��� �� ,� ������� � ���� �3��� ������� � �� �� �� ������� ������ � ��� �������� ��������� '$��� �**� 7 ��� ������� �?� ����� � ��� ��� �� ���,�� ���� � � ��������� �� � ��� ,������ � ����� ���,����� �����,��� ������ ?��� ���� � ��� �������� �P��5���� ��� � ��� �,�� ���� ������ �� ���� ���,��� :� $����� ��� �� ��� �� � $������� ��� �� ���� � �1���� �� ����

7020 ;''� ����� �� <�6"��23��45

(��� � �� �� �5� %M � � ������������ M ( , ���� ���� ��� ���� �� ���� ��� ���� ����� �� � ���� $��� ���� M ( , ����� ���� � ����� ��� ��� ���� �� ����� ,,� � ��� ���1� ��� ���� ��� � �� ��� � ,�������� ��0,����� ��� ����� ��� �� �� � 6 %M <A�=� ���M ( � ��� �� �C�������� � ��� �� D�� 7�P�� .� ���� � 3� ���� ��� �C��� � �,�� �� P��5��� � ���� ' �� ���� M ( � �� ���� ��,0� �� ��� ���� �� � ,������� P�� .� � ������, ���� " ��� ���� � � ����� � �� �� ����,��� ���� ��� ���� ��� � �������� ���� � 0�� ��� ��� $� �3 ������ ����� ��� ��,,����,���� �� �,��� � �3�� $� ��� ������� ��� " ���� �� ��� ��� ����� ���� � �� ������ � $� ��� P�� .�$� � ��� �� � �� ��� ����� � ����� ���� +��� �� �� ��� ��� �� �� ������ ��� � , ���� � �������� � ��� ���,����� ��� <���= ��� ������ � ��� � �( ���� � ��0���$������ , � ���� ���� �� � �,��� � ���� 3� ��

�� ��� $� ����� � �� ���� ����� �, ����� ��� �,��� �� ��� ��� ���,��� � � ���� ���<���=��� � ��� ��, � �� �� ��� � �� ����� �����0�,��� �� ,������� �� ���5�� ���� �� ��0����� ��� ��� �9� ��, � �� ��� ������������� �� ��;� ��� � ��� ���� �� � �0$������� ��Q���� ����� ������ �� ,������,���� �� ,����� P�� .�$� � ���� ��� ���5 ���,� � � ������ ������� ��� �2 (� ���� � ����� ?�� �� , ���� , � ���� �� ��� ��$0��� �� <���=��� ������ � � �$���������� � �,��� ���� � ,��� ����� ��� , ����

��� <����=��� � <���=��� ������� � ���������� ����� � �� ���� " ���� ��� ��$��� ���1� ��� �,��� ���� ������ ���� ��� �������

�0'0 "����� �� � 0 6 �!���� ������� 7,) 3244�5 �)+8�,7 �DD

Page 12: The evolution of Ni nanoislands on the rutile TiO2(110) surface with

�� K������ $ ��� � � �� �,���� ��� ���� ������ �� , ���� ������ ��� ���,��� $�� ���� ����� � �1� ��� �,��� � �� ��� �� � ��������� ���� ������� ��� +�% � � � +�� �M ( , ����� ���� ��,����� ��� * � � ��������� � ��� �� 5�� 7 ��� D�5 � <A�=�&��,��� �,�� ���� � � ��� ��,����� ���<����=��� ������� ������ �� <���=��� � +��0� ��� ��,������� ��� , ����� $� ����������� � ����� ������ ������� ��� � ���0� ��� ��� ��� �� �D� ������,���� �� ���A��

����� ������ ������� $��� ���A�� � ����������� ����� � �� � ��� ���� ��� ��� �� $�� ������ �2 ( ������ �� �C��� ���� ��� ������0������ �� �� ���,���� �� ��� ����� ��� ��0��� ��� ��� ��� ��� �� �5� ��� �<����= ?�� ��� ��� M ( , ���� � ������� ��� ��� ������� ��� ������ ,������� ���� ��� , �0 ���� �� <���=��� � ��� �$����� ,������� ���������� � ������ � � $� ������� �� ��� ������ �2 (� �� ��� � ����� ���� �� ��� ���0��������� M ( � ���� ������ �� ����3� ���

P�� .� M ( , ����� � �1���� ,�� �� ������� ������ ���� ��� �������� ���� ��� � � ' ��,� � , ���� ���� ��� ��������

$����� ��,����� �$� � ��� M ( , ����� ���� � ��� ����� ��� �� ,,���� ���� 5� %M � � ��������� � D�� 7� �� ���

���� �� � �� , ����� ��� �1� ��� �,��� ���� ��� ���� ��� � �������� �� � �� ���� � $� �3 ������� +��� �� ��� �������

�� ����� ������� ���� �1� ��� ���� ��� � �������� �� �� ��� $� ������ ��� ��, � �� �� ��� , � ���� ��� �� ����� � �,���

���� �� ,������� �� ����5 � ��� <���= ������� ����� � ,������� � ��� � ��� <����=�

�D* �0'0 "����� �� � 0 6 �!���� ������� 7,) 3244�5 �)+8�,7

Page 13: The evolution of Ni nanoislands on the rutile TiO2(110) surface with

���0� �� ����� � ���� ���� "� � ���,����0� �� ����Q�� �� +�% ��� � ��� ��� ���� � ��� �� � � ����� ������� ��� �� �0�, �� +�%� ��� �� ��,����� ��� �� ��� ����� ���� ���2������� � � ���� ������ �� ��� ����� ��� ���0�� ��� �� �2 ( � � �� � ,��� �� ���������������� M ( , ����� ���� � ��� � �� ������

�� �,� � � ��� �� � �������� $� �2 (�

70�0 �'� ����� �� <�6"��2

��� � ��� ���� �� �� P�� 5�� � � ��������� $� �� � ������� �������,� �� ��0;�� ��� ; � �� �� �� ��� ��������� ' ����� ��������� � �� �� ��� ���� �� � 3� � �� 38 �,������� P�� D� " ��� + % ������ ,�� ������� $�� �� ��� �� �Q�� ��� �?� �� ������� ��� �� +�% ��,��� ,�� P�� 5� P�� 5 � ������� + % � ��� ���� � � ��� � � �� ������� ����� ���� �� , �� �� ��� � �,�� �� ������ � ��� $����� ���� ��� �� �� ����� � �� ������� ������ ��������� ����� ������� ����� �� � ��� ���� �� � ��� � �,���?�� � J��� ��� ��� �� � �,�� ���� �1���� �� � ��� �� ���� � ,��,����� P�� D ���� �� ��� � � �� �?�� $�� ����� ��$�� �����

���, ��� �� � � ���� +�% � ���� ��� � �����3��� �� $� ��� �� ��� ������� �� + % ���� ���� �������� �������� ��� ��� ����� � �,�� ���� ��� �5 � � ����� �������� ���� ����$����2��0�� ,�� ����� ����� �� ,����� �� � � ��

� ��� � ���� �� ����� � �A5�� 5�� ��� ��������� ��� ��� � ���� ������ �� �S���T0��,���� � ���� � ��� $ �� �� +�% ���� ���2 ( ���� 3 ���� � ���� �� ����� ���0���� �P�� ��� % � �� ��� ���0�������� � ������ ��� � � �Q� �� $ ���� $�� ,��,����� �� ������,�� ��� �� � $ ��� � ����0�3������������ ��� ����� ���������� ��� � ��� ������ �� �J���� �� � �� +�% � ��� �, � ������ ���� �� � ���� � � ���� ������� ���� ��� ���� ������ ������,��� �� ����� � ��� ���������� � � �� ����, �� $� � ���;� �� �� ��� �2 (, ����� �� �� ����� �� � ���� ,������� ���� �� �,� � � ��� �� ��� ��� ��$��� ��� �� ��� �� � �� �� ����$��� ��;� ��� �� ����2 ( , ����� ��� �� �� ����� � � $� ������ � ��� ���,�� ���� ���� ��� ���� �� ���� ���� � �?�� '$��� �**� 7 ��� ������ ���,� �P��5�$� ��� � ��� ���� � ,� �� �� ����� 0�� �� �������� �� �1���� �������� � � ������M ��� �� ����� �� ��� ��� ��� ��� #�C+������������ ����� ,� �� �� ����� �� ����� ��0���$�� ��� ���� ���� ���0�������� �� ����� <54�.�=�P�� �C�������� � � �3��� �� � ��� ���� �� ������,�� ���� � ����� 7� ��� ��� � K���� �� ����������� ��� + % � ��� �� ���� ���0�� ,����� ���� � �� �� ��.5 7�'���� ������ ��� ����� � � $� ��,� ��

� ���0�������� �� � � �� ������� ����� ��� �� ��� �� ��,����� �� � $����� ��� >28������ � ��� + %� " ����� �� ����� �� �����,������ �������� ������ � ;�� ��� �� ����� ���� ���� � �����$�� ��� ��� ������

7070 ��������6���!���� ��!���� <�6"��23��45

' ��� �������� ���� �� �P�� *� �� � � �������� ��6 %M � � 645 7� "� ��� �� ��� ���� ���P�� *�$�� ������ �Q� ��� ����� ������ 695 � �?�� ��� ����� ,������� � ������ � 0������ ��� �� 3 � ���� �� ����� , ����

P�� D� +� � ������� �������,� � �� �� �C��������

� ��� �� ��.5 7� ��� ����� �� ������� � �� � �� 38

����� NN���OO0�� ,�� ����� ����� � ��� ���� ��� % � �� ��

�Q� �� �� ���� ��� � $ �� �� � ������ �� � ���� ��� ��� 0

�� � ����,��� � ������ ���� ���� �� $� ������ ��� ���� $��

�� ��� �� ��� � ��� ��� �Q�� ��� �� ��� �� � ����

��� ����0� � ����� �� P�� 5�

�0'0 "����� �� � 0 6 �!���� ������� 7,) 3244�5 �)+8�,7 �D4

Page 14: The evolution of Ni nanoislands on the rutile TiO2(110) surface with

�P�� *����� ��� � �,�� � � ��,���� �� � � ���������� $� � ��� + % � � � ������� ��>28 ���� �6�� � � ���� ��� �2 ( , �������,������� ������ �� ������� , ���� ������<����= ?���� �P�� *����� ��� �� ����� ���,��� � �� � ������� �� ����0��,� ?�� �� �� � ��;���� $� ��� ,,� � �� �� ���� ?�� �� , ���� � 65� ?���� � ��� ������ � �,��� � ��� �� ��� ���� �P�� *���� ��

�� ,����� ���� ��,����� �� � �P�� *���� � ����,��� � ����� �� � ��� ����� � ���� ���� ����$�� � �� ����� � ��� ��� �,�� ,������� �

�Q�� ��� �� ���5� ���� � ��� <���=��� ������ ���� � ��� <����=��� �+�� �� � � ���3� �� ���������� ��� �9�

��� �9�� ��� �� ��� ��� ���,���� �� ���� ����� � ���45 � ��� ������ ������������� � ���� �� ���� ������� ��� ���$����� �� ������� �� ��� ����� ,������� ����2 ( , ����� ����� ��� ����� � ������� �,��� �� $��� � �� ����� ��,��� ��� ���� ?�� ��� ��� ,��,����� � <���=�� ������ � � ,������� �� ����4 � ��

�������� ��� ����

������� ��� ��� �� ������� ���� ����2 ( , ������� ���� �� � ,� ��$�� ������� �� ��,�0

���� �� ��� � ����� ��� �� ������ ����� � �0���,���� ,�������� � ������ � ��� ����

� �6�3R���� <.�=� � ��� � ���� , � ������ �� ��� A(����� ����� �� ������� ��� ��� ���� �� ����� �,� � ��� ������ �� �� �@

������ ������������ �

������� ������������ � ����������������� �

"� ��� ����� ��� � � $�� ������ �� ��� ������� ����� ��� ��� ���� ��0��� �� ���� $���� ����� � ��� �� ��� �9� ��� �9�� ��, � �� �� ����456 �� � ��� �9� ��, � �� ��� ����45* ��� ��� ��� ��� �� ������� ����������� � �� ���5B� �� 4��B� �,��� ������ ��� ���� ��� ��� �� �������2� �� ��� ������ ����� ����� >28 � ����

������� ������� �� ��� �2 ( , ����� )������� � A5� 7 ��� �1� ��� �,��� ���$���� ���� $�� �� ,����������� �� �,�� �P�� *����� '�.�� 7� P�� *���� �� �1� ��� �,��� ,,� ������ ���� �, �� �� � �� �,��� � ,��� ��.�5 7� P������ ��� �� ����� ��� ��� , �0��� �P�� *���� ����� ������ $�� �������$ �3����� ����� � ���� ?��� ��� ?�� �� ��,� � � �� �� ���� $�� ����� � � $�� ���� ��� �� ��� �,�� �, �� ��� $��� ����0���� ��� ,�������� �� ���A � ��� ����� �,��� � ���D5 � ��� ����� �,��� ������,�� ���� ������ � ��� �� ���� ����6 � � ���� ���D. � �� ��� ������� ��� �� � ��� ����� ��� � �$�� ������� �� ��� ��� �� ��� �� �� ���� �,�� $� 65� � ��;���� ��� ������ $�

P�� *� '� �� ���0����� �� �C��������� � � E��0��,��0

�� �2 ( �� $ �� ���� �C��� $����� � ��@ �$� +�%

� �� � ��� ������,��� �� 38 �2 ( , ����� ���9���

������ �� �2 ( � ��� ���� � ��� ��� +�% � ��

�� ��� ���� �� ��� �2 ( , ���� ���� ����

�*� �0'0 "����� �� � 0 6 �!���� ������� 7,) 3244�5 �)+8�,7

Page 15: The evolution of Ni nanoislands on the rutile TiO2(110) surface with

���� �� ���� �� ����� , ����� ��� ��0����� ����� ����� �� �1������ ���� ��� ���0, ��� �� ��� � �� �� � ��,���� >28� 2������ ���� ��0��� �� �@

������ ������������ �

������� ������������ � ���������������� �

P�� ������� ������ � ��������� ��� ��� ���� ���� �� �� �5�*B� �� ��5��B� �� ��� �� ��� ����� $� ����� ��� �� $��� ��������+�% � ��� �Q���� � �D�� 7 �P�� *����

���� �� � �� �� �� ���� �� ���,�������� �� ���� ��$�� �� � ���� �� �� �� *94 ���,� � � ��� � ������ �� � � �� �Q� �� ������ ��� � ����,��� � ����� � ����� �����)����� ��� �� �� ��� �������� ��$��� �� � ��0�� ���� "� � �,���$�� �� ���� �� ��� ������ ����� � ����� ����� ���� ��� ��,���� /��� ������ ����� �� 0�1��� �� ��� ��� � ���� ��3��� "0�1��� � ��,����� �� ����� ����,�� ����� � ��� � 5D5 7 ��� �C�������� <�.= � � ���� ���,�� ���� ��� � � ���������������� <.�= �� ����� �������� ���� ��� <.A=����0�1��� � � �$������ ��� ��� � �,��� �������� ��� �,����� ��� � � ��$��Q��� 0� �� � ���� � ,���,� �� �� ��� ���� ��� ����� �� �� �� �� ���" ��� �� ��� � ��� ����� J�� �� � ���

���,��� �� �� ��� ������� �� �� � � $� � ����$� ���,���� $����� �� � ��� ��� �������� ��� �� ;��� ��� ���� ��� ���,�� ������ ��� � � $� ����� ��� � ��� ��� � �6��� � 6 <.�=� ��� � ,����� ��� ���� �� � ���� ����� ����� � ��� ���� �� ����� �������� � �� ��, ������ �� ��� �� 3�� �� �1��� ����� ������� �� �� ��� �� ��,,����� � �������� <�*�A5=���� �� ����� �� �� ��� ;�� � � $� �3�� ����� ��,,����� �� �� �� �������� ����,�� ����� ��� +%+" ,������ � � � ,���$�� �� ���� � �� �� ��� +�% � �� �� P�� *��� ��������� ��� �� ��� ;����� ����� ��� ��� �1���� ���� �� �� �

���� ��� �� � �������� �� ������ ��� ��0����� �� ������� � ��� �C��� ���� ��� '����������,0����� �� 3�� ���� �� ���� ��� E�� &� � '� � ��� <A�A6�.6= � E�C'���A <6D=�

���� �� ������� � ���� �� ������� ��� �� 3�� 1��� ��� $�� ���� �� ��� ���� ��� �� <AA=� "0��� �� �� $����� ������$�� � ��� �� �� ,��0���� � ��� �C��� $��� �� ����� ��� � ��,������ ���� �� ����� ������ ��� ��� " ��, � ��������� ��� �� �� ���� ����� � ������ ���� ���� �� $�� ���� �� ������ ��� ���� �� �� �� $�� ������� � ��� <.5=� 8������ �� ����� ����� �� ���� ,����� ��� �2 ( , ���� �� ��� � ��� �C��� � �,�� �P�� *����� :� ��������� ���$��� ��� �� ���� ������ ���� �� �,�������� �� ��� �� $��� �1��� �� ���� � ��� � ���� ��� ���� �C��� ���� �� ���,��� ��� �,��� ��� � �� �� �� ���� ���� ������C�������C�������� ������������ ������� �� �� � ��� �1��� �� ��,����� ��

� � �� ����� ��� ����� �����O $�� ���� ��0�,��� �� >28 � �� � ��� ���3 ��;������ �� $��� �� ����,�� � ���� ��� � ���

������ �������� �� � ����� ���� ��� �� �;��� � � ��� $� ���� $�� ���� ���� ���0����

" #����������

"� � ����� ���� P��� � � A �� � � ���� ����� ��� �������� ���� �� ��� � ���� �������� ��� '����� �� � ��� ,������ ���3 �� ��� ��� +97 ������ � ���� ���,�� ���� ���' + <�D�A�= � � ���� �$����� ��� � �� ���0���� �� ,����� ��� ���,��� ��� ��� �� ;�+�% � �2 ( ���� ,,��,� �� ��� �����0�� ���� �� ��������� � ��,��� ,��� ���� � ���� �� �� �� � ��� ������ ���� �� �C�������� � ���,�� ����� $����� �45 � 645 7� $����� �����$�� $� 89:� � ���� �� +97������ ������� ��� �������� �� ��,��0� ����&���� ��� �� �� �� ������ �� ������ �

��������� E������ ��,���� �� ���� ��� ������� ��� ��� ��� � � $� ����� ����Q������ ��� ���0����� ��� ����0���,�� ���� ���������� ���� 3��� ��� ����� ,� ��� ����� "��� � ��� ��� ���0��� �,��� �� �� ���� 0��0��� ��� � $� ���$���� �� ��� ��� ���0� �� ��$��� � ���� ��� ���,�� ����� � ,���$������� ���� �� ��������

�0'0 "����� �� � 0 6 �!���� ������� 7,) 3244�5 �)+8�,7 �*�

Page 16: The evolution of Ni nanoislands on the rutile TiO2(110) surface with

'� ��� ����� ��� ��� �� � ���� �� ������ ���� � ���� � ��� ��� ������ � $����� ���<���=��� � ��� ����� ����� � ��� ���<����=��� �� ��� ����� � ���� ���� ��� � ������ ��0��� �� � � ��,����� ������� ��� &�C�������� <AD=� )��� ��� �$���� ��� �� ��� 89:������ ���� � ��� ,�������� ���,����� ��0�� ��0��� �� ��� �C��� �� ������� �������, ��� ���� ������� � &� ������ � ����&�,,�� � ����� ��� ��� � �� � ���$���� � ��� ,����� � $�� � ��� ��� � �� � �� ���� 0��� +��� ������ ��,����� ��� +97 ������ ������� &�C��������� ����� � ������ � ������ 89:������ � �� ���� � ������� �� � &� ;������� � ��� 89: ���� � ��� ����� ��� <�6�AA�A*�6�96A�65�6.=� " ����� ��������� ����� � ��� $�� � ������� �� � ��� ;��� ���� ���&������ ���� ��� " ���� �� � ����� ������� ��� ��� ���3 ���� � � ��,�����2� % �� &� ��,����� ��� �������� � 6D5 7���� ��� ������ � ��� 89: ���� � ���� ���� &������ ������ ����� ����� ��� ����0��;�������0��,� ����� ��� � ���� <AD=� P��� ��� ������� ����� ���� �� � ��� $�� ���� �� �� � ����� ��� ���,�� ���� &� ��,����� � �������� �� ��� ��:�� +�% � ������� �1� ��� ���� ����

�� �� �� ��� �1��� �� �� � ��� ���� � ����3�� ��� � ���,������� ��� ��,������������ �� � ��� ���� �� ��� �� $�������� � ����� ��� � �������� ��$��� �� ���� �� �� ���� � �� �� ���,�� ����� ���� � ��.5 7� � � � ��� ���� �� ��0� �� �� � ������,� ���� ��,����@ ��������������� � <����=���������� � ��� �� ����� � � ��� ��� �� � ���� ��� ��� ��� ��� �����0�� � ���� �� �������� >,� �� �� 5� %M� ���� ��� �������� �� ����� �, �� **� 7� � ������ �?� �� ���� ,,���� ���� �5 � � ��� ���� ����� � $�� ���� � �A5 � ������ �������� ,�� ��� �������� �� �� ���� � ���������� ��� ��� ���,�� ����� +��� ����0���������� � � $�� �������� ������� ��� �� ��&� ��,���� � �������� <A6=��2 ( , ����� ������� �� ����� �� ��

�� , ������ �,� ��� �� �� ��� � ���������&���� ��� , ������ ������ �� � � �� � ���� , 0� ������ ������� ��� ���� �� �� ��� ���

����� ��� ����� ��� � � ���� �� �� ������� ������������ � :�� ������� � >28���� ����� �����O � ���� , � ������ ������� �� ���� ��� ��� �� 2��0�������� ��� ����0��;�� � �������� ������ $�� ��� ��� � ���� �� � � ������������ ��� �� ���� �� �� ����� �������������� � � $� �� $���� $� ���� � � � ��� ��������$�� �������� ����� ������� � �� �,�� 0��� ��� ��� ��� �� � � �����$�� ��$��� ��� ��,,����� ��� � � � ����� ����� ��� �C��� ��������� �� ���� �� ,������ �������� ��� ���� �����

��$����� �������

��� ������ �� 3 (��� E����� � ��� >0������ �� ������ ��� ��� ��� �� �������,� � 0������ � ( �� #��� �� � )�PM ��� ���,����� �� &'+ ��������, �� ��� ������3 � � ���� ��� ��,,����� $� E+�& �� �#�C7�*�.�� P�� � � � ���� ��� ��� ��� ���,�� )'M+'& ������ ���� 7� 2��� � �44�9�44.�� ��� )'M+'& ����� �� � � ������,�� $�7� 2��� � P��?02 $��0"����� )���� #��0� ��

%���������

<�= R�%� ���� �� :�R� ���� �� E��,��� � E� ���� ��

2����������� & � ����� 8&2� �44D�

<�= %�'� 8 ��� ��M� # ���� %�� �9��,,��� �1���� � ���

����� � ��������� �� � � � ���� &�C2� �������

�� ����� R� & � �� 5. ��4D4� �A.9�6*�

<A= &� L�� L� M � #�:� U K 3� (�:� #���� � +� �

������ �������,� ������ �� ��� �������� ���� ��@

��������� � ��� ���� �� ������ �� E�� E���� ���� ) 5.

��44D� �A6.69�A6*��

<6= %� P� 3� +� '������� R� M$�� � +� +���,��� '� + �����

)� )�� � '� #���?� E�'� )������� %� )� ����� 2�0R�

P����� E ����� �?� ��,���� &� ����� �� �

��� 0��,,����� ��@ ����� ������ &���� E���� M����

�D4 ��44D� 4�944�

<5= &��� & �,$���� &������,�� � ��� � ;��� � ����

���� ���� &���� �,� +��� +�� %� A ��44*� 6A49665�

<.= M� �� � P� )���$ ����� "� +���� ��� � M ���� ���

'��� �������� ����� �� �� ����� ��� �1���� ���0

���� � ��� � ���� ���� E���� ���� M���� D� ��44A� 6�D49

6�*��

�*� �0'0 "����� �� � 0 6 �!���� ������� 7,) 3244�5 �)+8�,7

Page 17: The evolution of Ni nanoislands on the rutile TiO2(110) surface with

<D= ��R� )���� #� ���� 8� E�3 � '�� ��� �������� �

�������� � �1���� ��� &�C������ ������� +���� +�� �.�

��4*5� A*D9A44�

<*= E��� +,������ P� )���$ ����� "� +���� ��� +�%

����� �� �� ��� ������0��6� ��0�&� ���������� &����

E���� M���� �6A ��445� 6A49666�

<4= E��� +,������ P� )���$ ����� "� +���� ��� +�% �����

�� ��� ������0���� ��0�&� ������ 9 ��������� � $��0

�0��� ������ ��� +���� +�� A�6 ��445� MA��9

MA�D�

<��= 2� ���� �� '��� � &� � � � F� "� � � � '����,��

�� &2A�2� 2&��2 � +�� � �������� � ���,,��

����66�� ���� ���� +���� +�� �4A ��4**� AA96.�

<��= %�0&� :�� E�R� %������ '����,�� �� &� � �0,�������

��������� +���� +�� �5� ��44�� �D49�*6�

<��= &��� & �,$���� >��� �� ��� � ;��� � , ������ �

���� ���� ���@ �������� �� �������� � �������,���

,��,������ +���� +�� ��,� �D ��44D� �9��� � ���������

������

<�A= >� (�$���� R�0%� E � �� � % ���� >��� �� ��� � ;��

������ � ��������@ �������� +���� +�� AA�9AAA

��445� *659*56�

<�6= >� (�$���� R�0%� E � �� � % ���� >��� �� ��� � ;���

� ��������@ ��� � ����� ��� �,�� �� � ���� ��

�� ������ +���� +�� �*D9�** ��44A� *4.94���

<�5= 8� � 2����� E�'� &��� ��� +��� �� +���� �� %�� �

������ & �$���� >������ E����� & �$����� %'�

�446�

<�.= &�&� 7 �� +�&� �� � %�7� ) ��� F�:� &���� :�R� M��

������� ,��,������ ��������� � ���,�� ����0��,�0

��� ���,���� �� �3�� ��,����� � ����� �� ��

����� ����� ���� ���� +���� +�� 45 ��4*�� �9�6�

<�D= 2� ���� �� '��� � &� � � � F� "� � � � E��������0

��� �,��������,� ����� �� ��� � &� ����$�� �C

�������� ���� ���� +���� +�� �AA ��44�� �.�9�.*�

<�*= E�M� & �� (� � ���� 8�E� (� ��� P���0,��,��� ����� ��

� � �� �� �� � ��0;�� ������ � �������� ���� ���

R� % ���� ���� �6 ��444� A.*69A.*4�

<�4= �� � � ��� %��� & ������ #�'�(� )����� 2�� ������0

�� �� � ������ �������,� �� ��� ����� ��������

���� ��� +���� +�� 6��96�A ��44*� .D�9.*��

<��= +�R� � ������ +�&� P��� ��M� # ���� +���� ��� �9

��,,��� ��� ����@ ����, 8""" �$�� ��� �� ��,,�����

� ���� R� '�� &���� +��� ��� ��4D*� �D�9�D5�

<��= R�0%� 2���� � E� E�� �� %�� �9��,,��� ��� ����@

��� ������� � ��������� ����� �� E�C��� � � ������

R� & � �� D* ��4*�� 6�596A5�

<��= �� 7�� � � '��� )���� U� :��0+��� �� #���3�� P�

���3�� ��+� 7�� %� E���3� 1���� � ��� ��������� �

P�����9���,��� ������� ����� �� ��C���� R� & � ��

�5� ��445� A5�9A54�

<�A= +�R� � ������ +�&� P��� ����7� ) 3��� R�'� 2�������

+����0��� ���� ��,,�����0��� � � � ������ +����

��� ��4*�� ����9���5�

<�6= #�M� 2 ����� (� � ��� ���� %�� �9��,,��� ��� ���@

����, 8""" ��� �� � �����$�� ������ '��� & � �� A.

��4*4� �DA9�A5�

<�5= R�'� 2������� ' ������� � ��$� � ����� �� ����� ��� �9

��,,��� ��� ��� $����� ,� ��� � �� �� ���0

��� R� '�� &���� +��� ��� ��4D4� �*D�9�*D6�

<�.= 2��� + ����� 8� � 2����� �� � ��� 9 ����� � � ����

������ �� ��� ����� ��� �9��,,��� ��� ���� ',,�� +����

+�� �4 ��4*6� AA�9A6��

<�D= 2��� + ����� 8� � 2����� ������� ��� ���� ���

������C��� ������� R� & � �� ��4 ��4**� �9���

<�*= +� )�� �� P�R� )�� � R�R� & ���� &� M��,�?� R�'� E����?0���� R�%� ��������?0"?Q������ 2��0�������� �������

�������,� ����� �� �� ��� �9��,,��� ��� ����

��C���� R� &���� +��� P � � � �� �� 4� ��44.� �D449

�*�4 � ��������� ������

<�4= �� (���$� :� 2�$������� >� (�$���� "� �� �������

���� ��� ��� ���� ��������@ ��� ����� ��� �9��,,���

��� ��� �� �� �� E� ��,,����� � ��������� E���� ����

M���� *6 ������ A.6.9A.64�

<A�= %��� & ������ &� %�����$���� #�'�(� )����� (��� #��0

� ��� +� � ������ �������,� �� ��� >�������

���� ��� R� 8 �� +�� ������� ) �6 ��44.� 4..94.4�

<A�= %�'� 2������� %��� �� ��� ��� $��30 ������ ����0

� �� �� � �,������� ��� ���� ���@ �1��� �� �����

�� ��� ���� �� �� �� �� �� ��� $��3V� +���� +�� A6A ��445�

M��5.9M��.��

<A�= %�0&� :�� E�R� %������ ,� � � ������ �� ���� �� �

;��� � ������� � ��������� +���� +�� �D4 ��44�� �A9

A��

<AA= >� (�$���� R�0%� E � �� � % ���� #����� ���� ��

���� �� ��,,�� � ���� � ��������� E���� ���� ) 6D

��44A� A*.*9A*D.�

<A6= (�'� &��� %�&� ) ������ ��W� 2� �� 7�P� %�& ����

+���0���� ������ �� ��,,�� �� �� � ��������0

��� ��� +���� +�� 65� ������ D*94D�

<A5= +� � 3 � � F�:� &���� 1��� �� ��� ���,�� ����

������� � ��� ���� �� ���,���� �� ��� &� ����0

���,�� � �C���� ',,�� +���� +�� �4 ��4*6� A6�9

A6D�

<A.= +� )�������� E� M� +������ %� E������ �� (� &� ���0

��� E� M� P������ 2� % � � ' ���� �� L'P+ ����� ��

�� �3�� ��,���� � ����� ��� ���� ���� �� +���

P��� A�6 ��44D� �.D9�D��

<AD= %� : ���� �� 7�?��� (�'� )����� %� ������� ��0

����������� � �������� � &�C��� ���� ���� R� 8 ��

+�� ������� ' �. ��44*� ��D*9��*5�

<A*= E�R� %������ %�0&� :�� +��� �� �������� � ��������� �

�������� �� ������@ ���� �� &� ;��� � ���������

+���� +�� ��6 ��4*4� �.59�D.�

<A4= %�0&� :�� E�R� %������ +����� �� ��� �������� ���������

�� ���� �� &� ;��� � �������� ���� ��� +���� +�� ��6

��4*4� �5�9�.6�

<6�= %�0&� :�� E�R� %������ (���� � ��$��� ��0,���0

������ �������� �� ���� &�C�������� �$������ $�

'� M+� +���� +�� �A5 ��44�� ��*9�A6�

<6�= R�0%� E � )�M� % �����1� >� (�$���� �� � % ����

+������� � ����� �� ���� �� ��� � ;��� � ��� ���

M (� '�LE+ � % (� +���� +�� �4� ��44A� A*�9

A46�

�0'0 "����� �� � 0 6 �!���� ������� 7,) 3244�5 �)+8�,7 �*A

Page 18: The evolution of Ni nanoislands on the rutile TiO2(110) surface with

<6�= '�7� +��� ��'� ) ����3� ������� ,��,����� �� ���� 0

�� &� � P� ;��� � �������� ������ $� ,�������0

�� � ����� ,���������� E���� ���� ) 5� ��446�

���.69���D��

<6A= E�M� :����� R�+�#� "��� #� R���� E�R� 2 ��� � #�

������� +� :������ E�R� %������ 8��� (� 3� '���0

�������� ,��������� ������ �� ��� � +���3��� ���� ��

�� �� � ������� &������ ����� ���� � ��������� +����

+�� ADD9AD4 ��44D� �6�9�6.�

<66= (�M� & ������ %� : ���� %� ������� (�'� )����� ���

����� � �� $��� �� �� ��,,�� ;��� ��,����� �

�������� ������ $� �� � ������ �������,��

R� % ���� ���� �� ��44D� 4D594*A�

<65= (�M� & ������ %� : ���� %� ������� (�'� )�����

+�����3�0$ ���� ���� �� � ��� �� ��� �9���� 0

���� ���� E���� ���� ) 55 ��44D� 4D4�94D44�

<6.= %� : ���� �� : ���� (�M� & ������ R� % ��� (�'�

)����� %� ������� %���� ������� ��� ��� �9��� ��

���� �� ������� %���+� )���� �� ��44D� 6�96*�

<6D= 7� 2�K��, 2 ��� �� :����� +� +���,��� � M���� ���

%� )� ����� 2�0R� P����� P� )���$ ����� "� +���� ���E �� ��� ������ �� � '���A@ ��������� � �����

������ E���� ���� M���� *A ��444� 6���96��A�

<6*= �)� +���$���� E� + �������� R�0 � +������ R� � #�����M�(� % ���� ,� � � ������ �� � � %�������0

��� ��@ ���� �� ��� ��� ������ ������� ���

������ +���� +�� 6�4 ��444� ��.9��.�

<64= 2�0E� +������3� P� E����� M� U� �� �� � % ���� >��� ��;��� �� E� � ��������@ ������ � �������,��0

����� ���� �� � �1����� E���� ���� ) 5� ��445� �6�D9

�6A4�

<5�= "� #���� �$� E��� 2 ���� R�2�#� ���� #�'�(� )�����

����� �� �� NN���OO ,�� � �������� ���� � �0������

������� � $� � �,� �� �� #�C+����� 0��� �� �

������ �������,�� E���� ���� M���� D* ��44D� A4549

A4.��

<5�= "� #���� �$� #�'�(� )����� �� ���� ��,���� �,� �� ��

&�+� ����������� � +�����@ ���� �� � ������

� ������� �� ���� ���� � �� E���� ���� ) .�

��444� 6*��96*�4�

<5�= "�%� M����?� 8�8� +���?��� ��� 3���� �� ,���,� ��

���� ��,��� ��� ��� ���� �������� R� E���� &���� +����

�4 ��4.�� A595��

<5A= &� : ���� ������ ��� '������ �� ��������� ��

����� >����� ����� ��0������� U� ����������� .5

��4.�� 5*�954��

<56= )�7� &� 3� ������ #� �?� ����$��� �� ;���@ ��

&����� ��� �������� R� E���� &���� +���� �* ��4.D�

�6��9�6���

<55= )�7� &� 3� ������ #� �?� ����$��� �� ;���@ ��

�0������ ��� �������� R� E���� &���� +���� �* ��4.D�

�6�A9�6���

<5.= %� U3�0'��� �� M�&� P���� � :� � + �����

�,����� � ����� �� ����0��� ��� ��� �� �������

������ ������ E���� ���� M���� .* ��44�� �A5*9�A.��

<5D= P�%� ����� R� �����1� ��%� ����,� &� ���� �� ����0

����$��� #� Q� ��� ���� � +������ E���� ���� M���� *�

��44*� 4*694*D�

<5*= P�%� ����� R� �����1� ��%� ����,� %�&� ������� E�'�

)����� "�� � ������ �� #� � +����� � &�+� �

+����� ������ ��� >28 ������� �������,�� R� ������

%������ 6* ��444� ��549��..�

<54= #� %������0�$���� '�%� )� ����3� ��"� 7 ���

(�'�'� ���$���� ��+� :�� ��� +� ,� �� ��� �� #�

������ �� � ���� ����� ���� �� ���� ,�� ��� ��

������ +���� �D4 ��44*� A5A9A55�

<.�= ��"� 7 ��� #� %������0�$���� (�'�'� ���$���� ��+�

:�� ��� ������ �� #� �� �� � +����� ����

� ��� R� ',,�� E���� *5 ��444� ��549��D��

<.�= &�& 2 �$��3 �� &������� � E������ 55�� �����

&�& E����� )�� � ��� PM� �4D6�

<.�= R�E� �,���� '� P��� ��?� �� #�?� ��?0 �,�� ��� ��

� �1��� ,�������� �3��9�� �� ���� ��������

+���� +�� �45 ��44A� 6��96���

<.A= +� )�������� P� R�� ��� %� E������ �� ' +"%+ ����� ��

�3�� ��,���� � ��������@ /���� �� ��� ������0

����� �� ��� ��,,���� +���� +�� �64 ��44�� �469�4*�

<.6= L� M � ��E� +�� &� �� %� 8 ���� (�:� #���� �

+� � ������ �������,� ������ �� ��� � ��������

��,,����� � ��������@ ���,������ � �������� �����0

����� E���� +���� +�� 54 ��44*� �595��

<.5= %� ) ����� (� & ,,��� 2� 7����$��3� 2�0R� P����� #�

:������ '� )������ 2� ������������ ��� ��������� ��

�� ������� ;��� ���� � ������ � �������� $�

���0�����0������� �1� ��� � �� � ������

�������,�� +���� +�� �5A ��44�� ��.9��*�

�*6 �0'0 "����� �� � 0 6 �!���� ������� 7,) 3244�5 �)+8�,7