2.4 Elastic Deformation of Metal Electrode Associated
with Surface Stress . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2.5 Dilatometric Detection of Strain Change for Nano-Porous
Metal Electrode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
3 Potential- or Adsorbate-Induced Changes in Surface Stress
of Solid Metal Electrode, and Surface Stress versus Surface
Charge Density or Potential versus Surface Elastic Strain . . . . . . . . 67
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
3.2 Surface Reconstruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
3.2.1 Au (100) Surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3.2.2 Au (111) Surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
3.2.3 Roles of Surface Stress in Surface Reconstruction . . . . . . 77
3.3 Adsorption of Electrolyte Anions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3.3.1 Au (111) Electrode in Acid Solutions Containing
ClO 4
−
, SO 4
2− , and Cl
− . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
78
3.3.2 Au (111) Electrode in Perchlorate Solution Containing
Iodide Ions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.4 Surface Stress versus Surface Charge Density or Potential
versus Surface Elastic Strain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
3.4.1 Surface Stress–Surface Charge Density
Coefficient f g;q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
3.4.2 Determination of f g;q by Dynamic Stress Analysis
Combined with Electrochemical Impedance
Spectroscopy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
3.4.3 Potential–Surface Elastic Strain Coefficient f E;e . . . . . . . . 88
3.4.4 Sign-Reversal of f g;q in the Hydrogen
Adsorption/Desorption Region or in the Oxide
Formation/Reduction Region . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
3.4.5 Origin of Sign-Reversal of f g;q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
4 Changes in Surface Stress Associated with Underpotential
Deposition and Surface Alloying . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
4.2 Underpotential Deposition (UPD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
4.2.1 UPD and Work Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
4.2.2 Equilibrium Potential of UPD and Adsorption
Isotherm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
viii
Contents
with Surface Stress . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2.5 Dilatometric Detection of Strain Change for Nano-Porous
Metal Electrode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
3 Potential- or Adsorbate-Induced Changes in Surface Stress
of Solid Metal Electrode, and Surface Stress versus Surface
Charge Density or Potential versus Surface Elastic Strain . . . . . . . . 67
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
3.2 Surface Reconstruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
3.2.1 Au (100) Surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3.2.2 Au (111) Surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
3.2.3 Roles of Surface Stress in Surface Reconstruction . . . . . . 77
3.3 Adsorption of Electrolyte Anions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3.3.1 Au (111) Electrode in Acid Solutions Containing
ClO 4
−
, SO 4
2− , and Cl
− . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
78
3.3.2 Au (111) Electrode in Perchlorate Solution Containing
Iodide Ions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.4 Surface Stress versus Surface Charge Density or Potential
versus Surface Elastic Strain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
3.4.1 Surface Stress–Surface Charge Density
Coefficient f g;q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
3.4.2 Determination of f g;q by Dynamic Stress Analysis
Combined with Electrochemical Impedance
Spectroscopy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
3.4.3 Potential–Surface Elastic Strain Coefficient f E;e . . . . . . . . 88
3.4.4 Sign-Reversal of f g;q in the Hydrogen
Adsorption/Desorption Region or in the Oxide
Formation/Reduction Region . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
3.4.5 Origin of Sign-Reversal of f g;q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
4 Changes in Surface Stress Associated with Underpotential
Deposition and Surface Alloying . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
4.2 Underpotential Deposition (UPD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
4.2.1 UPD and Work Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
4.2.2 Equilibrium Potential of UPD and Adsorption
Isotherm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
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