We report a new high vacuum instrument which is dedicated to the preparation of well-defined clusters supported on model and technologically relevant supports for catalytic and materials investigations. The instrument is based on deposition of size selected metallic cluster ions that are produced by a high flux magnetron cluster source. The throughput of the apparatus is maximized by collecting and focusing ions utilizing a conical octupole ion guide and a linear ion guide. The size selection is achieved by a quadrupole mass filter. The new design of the sample holder provides for the preparation of multiple samples on supports of various sizes and shapes in one session. After cluster deposition onto the support of interest, samples will be taken out of the chamber for a variety of testing and characterization.

1.
J. N.
Armor
,
Catal. Today
163
,
3
(
2011
).
2.
F.
Zaera
,
Chem. Soc. Rev.
42
,
2746
(
2013
).
3.
M.
Haruta
,
N.
Yamada
,
T.
Kobayashi
, and
S.
Iijima
,
J. Catal.
115
,
301
(
1989
).
4.
V.
Habibpour
,
M. Y.
Song
,
Z. W.
Wang
,
J.
Cookson
,
C. M.
Brown
,
P. T.
Bishop
, and
R. E.
Palmer
,
J. Phys. Chem. C
116
,
26295
(
2012
).
5.
S.
Lee
,
L. M.
Molina
,
M. J.
López
,
J. A.
Alonso
,
B.
Hammer
,
B.
Lee
,
S.
Seifert
,
R. E.
Winans
,
J. W.
Elam
,
M. J.
Pellin
, and
S.
Vajda
,
Angew. Chem.
121
,
1495
(
2009
).
6.
Y.
Lei
,
F.
Mehmood
,
S.
Lee
,
J.
Greeley
,
B.
Lee
,
S.
Seifert
,
R. E.
Winans
,
J. W.
Elam
,
R. J.
Meyer
,
P. C.
Redfern
,
D.
Teschner
,
R.
Schlogl
,
M. J.
Pellin
,
L. A.
Curtiss
, and
S.
Vajda
,
Science
328
,
224
(
2010
).
7.
S.
Vajda
,
M. J.
Pellin
,
J. P.
Greeley
,
C. L.
Marshall
,
L. A.
Curtiss
,
G. A.
Ballentine
,
J. W.
Elam
,
S.
Catillon-Mucherie
,
P. C.
Redfern
,
F.
Mehmood
, and
P.
Zapol
,
Nat. Mater.
8
,
213
(
2009
).
8.
S.
Lee
,
M.
Di Vece
,
B.
Lee
,
S.
Seifert
,
R. E.
Winans
, and
S.
Vajda
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
14
,
9336
(
2012
).
9.
A. W.
Castleman
 Jr.
,
Catal. Lett.
141
,
1243
(
2011
).
10.
C.
Harding
,
V.
Habibpour
,
S.
Kunz
,
A. N.-S.
Farnbacher
,
U.
Heiz
,
B.
Yoon
, and
U.
Landman
,
J. Am. Chem. Soc.
131
,
538
(
2009
).
11.
M. J.
Lundwall
,
S. M.
McClure
,
X.
Wang
,
Z.-j.
Wang
,
M.-s.
Chen
, and
D. W.
Goodman
,
J. Phys. Chem. C
116
,
18155
(
2012
).
12.
A. A.
Herzing
,
C. J.
Kiely
,
A. F.
Carley
,
P.
Landon
, and
G. J.
Hutchings
,
Science
321
,
1331
(
2008
).
13.
S.
Schauermann
,
N.
Nilius
,
S.
Shaikhutdinov
, and
H. J.
Freund
,
Acc. Chem. Res.
46
,
1673
(
2013
).
14.
J.
Lu
,
B.
Fu
,
M. C.
Kung
,
G.
Xiao
,
J. W.
Elam
,
H. H.
Kung
, and
P. C.
Stair
,
Science
335
,
1205
(
2012
).
15.
G. A.
Ferguson
,
C.
Yin
,
G.
Kwon
,
E. C.
Tyo
,
S.
Lee
,
J. P.
Greeley
,
P.
Zapol
,
B.
Lee
,
S.
Seifert
,
R. E.
Winans
,
S.
Vajda
, and
L. A.
Curtiss
,
J. Phys. Chem. C
116
,
24027
(
2012
).
16.
D. M.
Cox
,
W.
Eberhardt
,
P.
Fayet
,
Z.
Fu
,
B.
Kessler
,
R. D.
Sherwood
,
D.
Sondericker
, and
A.
Kaldor
,
Z. Phys. D
20
,
385
(
1991
).
17.
S.
Bonanni
,
K.
Ait-Mansour
,
W.
Harbich
, and
H.
Brune
,
J. Am. Chem. Soc.
134
,
3445
(
2012
).
18.
W. E.
Kaden
,
T.
Wu
,
W. A.
Kunkel
, and
S. L.
Anderson
,
Science
326
,
826
(
2009
).
19.
G.
Kwon
,
G. A.
Ferguson
,
C. J.
Heard
,
E. C.
Tyo
,
C. R.
Yin
,
J.
DeBartolo
,
S.
Seifert
,
R. E.
Winans
,
A. J.
Kropf
,
J.
Greeley
,
R. L.
Johnston
,
L. A.
Curtiss
,
M. J.
Pellin
, and
S.
Vajda
,
ACS Nano
7
,
5808
(
2013
).
20.
K.
Judai
,
A. S.
Woerz
,
S.
Abbet
,
J.-M.
Antonietti
,
U.
Heiz
,
A.
Del Vitto
,
L.
Giordano
, and
G.
Pacchioni
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
7
,
955
(
2005
).
21.
C.
Fan
,
T.
Wu
,
W. E.
Kaden
, and
S. L.
Anderson
,
Surf. Sci.
600
,
461
(
2006
).
22.
M.
Aizawa
,
S.
Lee
, and
S. L.
Anderson
,
Surf. Sci.
542
,
253
(
2003
).
23.
D. C.
Lim
,
C. C.
Hwang
,
G.
Gantefor
, and
Y. D.
Kim
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
12
,
15172
(
2010
).
24.
B.
Yoon
,
H.
Häkkinen
,
U.
Landman
,
A. S.
Wörz
,
J.-M.
Antonietti
,
S.
Abbet
,
K.
Judai
, and
U.
Heiz
,
Science
307
,
403
(
2005
).
25.
N.
Vandamme
,
J.
Snauwaert
,
E.
Janssens
,
E.
Vandeweert
,
P.
Lievens
, and
C.
Van Haesendonck
,
Surf. Sci.
558
,
57
(
2004
).
26.
G. E.
Johnson
,
T.
Priest
, and
J.
Laskin
,
ACS Nano
6
,
573
(
2012
).
27.
S.
Duffe
,
N.
Gronhagen
,
L.
Patryarcha
,
B.
Sieben
,
C. R.
Yin
,
B.
von Issendorff
,
M.
Moseler
, and
H.
Hovel
,
Nat. Nanotechnol.
5
,
335
(
2010
).
28.
S.
Lee
,
M.
Di Vece
,
B.
Lee
,
S.
Seifert
,
R. E.
Winans
, and
S.
Vajda
,
Chem Cat al. Chem.
4
,
1632
(
2012
).
29.
S.
Peters
,
S.
Peredkov
,
M.
Neeb
,
W.
Eberhardt
, and
M.
Al-Hada
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
15
,
9575
(
2013
).
30.
H.
Hartmann
,
V. N.
Popok
,
I.
Barke
,
V.
Von Oeynhausen
, and
K. H.
Meiwes-Broer
,
Rev. Sci. Instrum.
83
,
073304
(
2012
).
31.
A.
Kleibert
,
F.
Bulut
,
R. K.
Gebhardt
,
W.
Rosellen
,
D.
Sudfeld
,
J.
Passig
,
J.
Bansmann
,
K. H.
Meiwes-Broer
, and
M.
Getzlaff
,
J. Phys. Condens. Matter
20
,
445005
(
2008
).
32.
Y.
Watanabe
,
X.
Wu
,
H.
Hirata
, and
N.
Isomura
,
Catal. Sci. Technol.
1
,
1490
(
2011
).
33.
K.
Wegner
,
P.
Piseri
,
H. V.
Tafreshi
, and
P.
Milani
,
J. Phys. D
39
,
R439
(
2006
).
34.
V. N.
Popok
,
I.
Barke
,
E. E. B.
Campbell
, and
K.-H.
Meiwes-Broer
,
Surf. Sci. Rep.
66
,
347
(
2011
).
35.
R. E.
Palmer
,
S.
Pratontep
, and
H. G.
Boyen
,
Nat. Mater.
2
,
443
(
2003
).
36.
S.
Lee
,
B.
Lee
,
S.
Seifert
,
S.
Vajda
, and
R. E.
Winans
,
Nucl. Instrum. Methods, Phys. Res. A
649
,
200
(
2011
).
37.
See supplementary material at http://dx.doi.org/10.1063/1.4871799 for Figures
S1
S4
.
38.
H.
Haberland
,
M.
Mall
,
M.
Moseler
,
Y.
Qiang
,
T.
Reiners
, and
Y.
Thurner
,
J. Vacuum Sci. Technol. A
12
,
2925
(
1994
).
39.
J. M.
Lightstone
,
M. J.
Patterson
,
P.
Liu
,
J. C.
Lofaro
 Jr.
, and
M. G.
White
,
J. Phys. Chem. C
112
,
11495
(
2008
).
40.
A. M.
Zachary
,
I. L.
Bolotin
,
D. J.
Asunskis
,
A. T.
Wroble
, and
L.
Hanley
,
ACS Appl. Mater. Int.
1
,
1770
(
2009
).
41.
A.
Marek
,
J.
Valter
,
S.
Kadlec
, and
J.
Vyskočil
,
Surf. Coat. Technol.
205
(
Suppl 2
),
S573
(
2011
).
42.
J.
Kraft
,
O.
Rattunde
,
O.
Rusu
,
A.
Hafele
, and
H.
Haberland
,
Surf. Coat. Technol.
158–159
,
131
(
2002
).
43.
M. A.
Rottgen
,
K.
Judai
,
J.-M.
Antonietti
,
U.
Heiz
,
S.
Rauschenbach
, and
K.
Kern
,
Rev. Sci. Instrum.
77
,
013302
(
2006
).
44.
F.
Yin
,
S. S.
Lee
,
A.
Abdela
,
S.
Vajda
, and
R. E.
Palmer
,
J. Chem. Phys.
134
,
141101
(
2011
).
45.
S.
Duffe
,
T.
Irawan
,
M.
Bieletzki
,
T.
Richter
,
B.
Sieben
,
C.
Yin
,
B.
Issendorff
,
M.
Moseler
, and
H.
Hovel
,
Eur. Phys. J. D
45
,
401
(
2007
).
46.
S.
Peters
,
S.
Peredkov
,
B.
Balkaya
,
N.
Ferretti
,
A.
Savci
,
A.
Vollmer
,
M.
Neeb
, and
W.
Eberhardt
,
Rev. Sci. Instrum.
80
,
125106
(
2009
).
47.
C.
Xirouchaki
and
R. E.
Palmer
,
Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A-Math. Phys. Eng. Sci.
362
,
117
(
2004
).
48.
W.
Deng
,
S.
Lee
,
J. A.
Libera
,
J. W.
Elam
,
S.
Vajda
, and
C. L.
Marshall
,
Appl. Catal., A
393
,
29
(
2011
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.