Главная » Просмотр файлов » Борман В.Д. - Физические основы методов исследования наноструктур и поверхности твердого тела

Борман В.Д. - Физические основы методов исследования наноструктур и поверхности твердого тела (1040989), страница 35

Файл №1040989 Борман В.Д. - Физические основы методов исследования наноструктур и поверхности твердого тела (Борман В.Д. - Физические основы методов исследования наноструктур и поверхности твердого тела) 35 страницаБорман В.Д. - Физические основы методов исследования наноструктур и поверхности твердого тела (1040989) страница 352017-12-26СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 35)

см. областюю иа рис. а). а также гвюя кластера Ли с размерами ю(- ! им, а-О,З им (кривая 3) (в) " Наблюдаемый максимум ВАХ вблизи к"=0 можно интерпретировать как сВидстсльстВО суьцсстВОВания локализоваююююых элсктропных состояний в кластсрс с нсрсгулярной (юпсроховатой) структурой. Локализация злсктронов происходит вслсдствис расссяния злсктронов проводимости на случайных неоднородностях юююсрохо- тюю ваго!! ююовсрхности ианокююасюсра . В рамках мсханизма локализации злсктронов в нсупорядочснных системах можно такжс объяснить югаблюдасмос зкспсримсптальпо умсцыпснпс диффсрсююю!иа;юь- ю' ВД.

Ьорхююююю, ! !.В. Ьорююсюююк, О.С. Васильев. М.Л. 1!уюикюююю, В.Н. Т!юоюююююю, Н.В. Троиюююю, В.)!. Троян. 1!.В. Скоролухюовюю. В. )о)юаююваоюю.6 !1ююсьхи в ЖЭТФ т.86 (2007) с.450. 221 ной туннельной проводимости нанокластсров золота при умспыпении их объсма (рпс.5.27) Мстод СТМ/СТС такжс используется для построспия и иссчсдования свойств атомных цспочск на повсрхностях мсгаллов и сплавов1 в частности, для исслсдовапия злсктроппых состояний в цспочках Ац на поверхности %Ап',110) в зависимости от длины цспочки О.9 вз т~ 1 10 Рнс.5.27.

Зависимость днффсрсннпачьпой туннельной проводимости напокластсров Лн. нормированной на опюшснис тока и иапряжспня обратной свяш ( 1, =1 нА, 1'„= 0.1 В ), от объема кластс)та т 1сплоншая .шния соотвстствуст рас- О четной зависимости. постросшюй в рамках модели локализации зясктронов в нсупорядоченных снстсмах].

Заштрпховашгая область отвсчаст наличию локализованных >лсктронных состояшгй на ансрпш Ферми, возникающих при достижении объсма кластсров н . - 0.5 нм' "'" 'с На рис,5.28 Б.С,О,ЕУ показано СТМ-изображснис участка поверхности й1)А1 (9.5х9.5 нм) с цепочками Ац различной длины и измсренныс их диффсрснщгальныс туннсльные ВАХ. Из рисунка видно, что количество хорошо разрешаемых минимумов на диффсренциальных туннельных ВАХ при различных длинах цепочки соотвстствуст числу атомов в пспочкс. Видно, что атомная структура определяет ВАХ прп небольшом количестве атомов л в цепочке (и<5). При и>5 минимумы„отвсчающис отдельным атомам„персстагот разрсшаться, что можст свилстсльствовать о прсобладтпощим влиянии на ВАХ коллсктивизированных электронов. Проведснный авторами анализ показал, что спектр электронов в цспочкс ' " )ч.

% 1 на.М.Т.%а111х.'1~т'.11о Н Яс)спсс 297 (2002) р.!Х53. 222 в этом случае описывается параболической зависимостью, характсрной для свободного элсктронного газа, но с массой, равной половинс массы злсктрона, что. по-видимому, связано с сильными мсжэлектроиными корреляциями в цепочках.

$ й 3 й ва вв 1а 1в аа ал ал ваюмез1а е4м у\ Рис5.23. Смолслироваииав спруктура (Л) и СТМ-илобраьхсиис (9.5~9.5 им) иовсрхиости Н!А)(110) с золотыми цспочками. солсрьхаьзими разиос число атомов (В, С, (), Е, Р) и их лифферсипиальиььс туиисльиыс вольт-ампсриые характсристи- 7 1 ки Гще одним примсром использования метода СТС для исследования эволюции электронных состояний наиообъек!ов является наблюдение псрехода металл-нсмсталл в нанокластсрах мсталлов на повсрхности полупроводников при умспьшснии размсра кластеров. Работы в этой области проводились группой Гудмана (0.%. Стоос1- 72, ли шап) из Техасского университста ' .

Было обнаружено, что в вольт-ампсрных характсристиках нанокластеров ряда благородных мсталлов с умсньшением их размсра появлястся область нулевого тока, интсрпрстирусмая как появлснис эффсктивной «щсли» в плотности электронных состояний. размср которой увеличивается с умсньшснисм размсра кластсра. На рис.5.29, а, б привсдены СТМ- изображснис нанокластсров Ац на повсрхности Т!О (110)-(1х1), а также ВАХ для повсрхности подложки и нанокластсров Ац различного размсра. Зависимость ширины наблюдаемой в туннсльном спектрс «щсли» от размера кластера показана на рис.5.29 в. Как ""' М.

Ъ'а)дсп, Х. $лй, О.'1У. Г)оойпап Ч Ьс1спсс 281 (! 99а) р.1647. ли С:.Хи. ХЛли, 6!.'1т'.ХаЗас, 0.%Х!оойпап Д Рвуа. йсв. В 56 (! 997) р.13464. г2З видно, ноявлснис занрсщсиной зоны в нанокластерах Ан на повсрхности Т)О2(1! О)-(! х1), которос, по видимому, можно интсрпрстировать как нсрсход кластеров в нсмсталлнчсскос состгзянис, наблюдается на размерах -3 нм зз) — 4«ь «,6« 6~ Ь.««ь.н 2.2о «Сг ГВ ьяьЬ 1 О 1ЛО гьь ело оо«ьло 11 ЬО 1.4о о 1.«ьо 1Ь,ЕО Одной из причин нроявлсния повыщегнюго интсрсса к системе нанокластеров Ан на поверхности подложки является их аномально высокая каталитичсская активность. На рис.5.29 г нриведсна зависимость каталитической активности нанокластеров Аи на новсрхности Т)О (110)-(!х1) к окислснию СО нри тсмпературс Т=350 К. Видно, что максимум активности приходится на размср кластсров г(-3 нм, совнадакиций с нерсходом кластеров в неметаллическос состояние.

Однако деталыюго понимания мсханизма каталитической активности нанокластсров в настоящсе врсмя нст. Аналогич- 224 ОЛ ЬЫО 4.О ЬЛ Х.О ИЬЛ О.О 241 441 Озь Х.О Иь.О с1, нм с1, й)и Рис.5.29. (. ТМ-изоор«згксиис (50х50 им) иаиокластсров Аи иа гьовсрхиосги Т102(110) (а): туннслыьыс вольт-ампсрныс хзракгсрисгпки Лля повсрхносз и ТЮ2(110) и кластеров Аи чсьъьрсх различиььх размсров (6): зависимость ширины «оффскгивиойо> запРьииснной зоны Ео (о) и каилн гнчсской гькз износов .1 наиокласгсров Аи лля окислсния СО прн 1=350 К от размера класзсра гг' (с); ° — лвумсриыс кластсры, 0 — зрсхмерныс кластеры высотой 2 атомиых слоя, А — трсхмсриг,ьс к;ьасьсры высотой т(ьи «п*о,ьиьых слоя и больиьс " ные результаты были получены ттькже на системе кластеров Рд 74) Интсрссным эффектом, наблюдаемым методом СТС на системс кластер-подложка, является кулоновская блокада ' . Эффект куло- 741 новской блокады имеет место при пропускании туннельного тока чсрсз проводящий нанокластср, изолированный от проводящей подложки тушьсльно-прозра шым слоем диэлектрика (рис.5.30, а), и проявляется в виде характерных ступенек в туннельной вольтампсрпой характеристике (к)1атьпьзнская лсслньица).

Наличие ступенек обусловлено необходнмостькз преодолеть энсрь сгнчсский барьер, возникающий прн переходе одного электрона на изолированный кластсР и опРсдслЯ(ощийсЯ кУлоновской энсРгисй Ес заРЯжснного кластера. Для сферического кластера радиуса Р эта величина составляет Е . = е~ ь'2тт . Таким образом, эффект кулоьювской блока- ды демонстрирует одноэлектронньш перенос в системе зонд- кластер-подложка. ЬО С О -ьО -Ь.О -Ь О О.О О О О 5 Ь.О Ь.О И Ч,В Рис. 5ЗО. Схсзььььььчсскььс нзображснис сиьлсмы СТМ зонд — наиокластср — подложка с двумя ьуннсльными нс)зсходами для наольодсния зффскьа к)лоиовской блокады (а) и тунььсльпыс воьььт-ампсриыс харакьсристики д;ья ьрсх напокластсров Со размсром З.О нм, З.б нм и 4.1 нм на поверхности Лн(111) с туннельноььрозра пьым слосм Л(ООз толгипной 1-2 нм (ьь).

Размср сгуььсььск кулоновской постницы в ВЛХ опрслслястся размером нанокяастсра '"' На рис.5.30„6 ььривс;(сны туннсльныс ВАХ, илльострнруюп(ис эффект кулоновской блокады для нанокластсров Со с размерами 3.0 нм, 3.5 нм н 4.! пм на поверхности Аи(11!) с тунпсьп*но- 74Ь В.Я. Дсмиховский, Г.Л. Вугььзьз ср. Физика кььььььььаььых назкараззьсрлых сьььтзь.кььььух — Мл Лоьос. 2000. прозрачным слоем А!зОз толщиной 1-2 нм ' . Видно, что увеличеззз нис размера кластера приводит к сужению горизонтальной ступеньки ВАХ вблизи нулевого напряжения, что соответствует уменьшению кулоновской энергии Е, Туннельныс ВАХ позволя- ют также определить емкости туннельных переходов зонд-кластер и кластер-подложка и оценить время жизни заряда в нанокластсрс.

ах аз аэь е~ Ф ° ф ° е~ ° 1а1 ° Э г. Ф О кз а4 вл кз й, нм ° ° ° ° Рис. 5.31. Изображсиия эзовсрхиосп» Т(Оз(110) с наиокластсрамн Лн, иолучсииыс мстодом Сткз в тоиоэ рафичсском рсххнмс (и) и в рсжимс измсрсния работы выхода (б); зксисрнмсизальиыс завиглгмости разности работ выхода иаиокластсра Ли и иолложки ТЮз(110) сз, — багз (в) и зффскгивной ширины заирсшсиной зонги г'".

в иаиокласзсрс Ли (, ) от высоз ы кластсра гг, иолучсииыс хзстгэдохг СТС. С грслками на )эисуиках а и б огмсчсны наиокласгсры Возможности метода СТМIСТС для определения локальной работь( выхода можно проиллюстрировать на примере результатов эгв 11. ()гаГ, ).

'з'аиссгз, Н. 1(ойизаи д Лрр!. Р)зуа. 1 си. 80 (2002) р.(264. 226 га ! баэз зя Щ„ ° Ф Э ~ ° ° ° ° ° ° аЪ ° ° ° ° — — ..ю-в -меаееыъ.— х-.г псслсдовання напокластеров Ац на поверхности Т!О (110) "'. На рис.5.3! прнвсдсны изображения повсрхиости Т1Оз(110) с нанокластсраыи Аи. Иолучсннь1с методом СТМ в топографичсском режиме (контраст изображсния определяется измснснисм высоты) и в рсжимс измерения работы выхода (контраст изображения опрсдслясгся всличи1юй локгц1ьной 1ъаооть1 ВВ1хода).

В результате анализа полученных данных было обнаружено сущсствованис корреляции вьюоты И1И1окластсров со значсш1см их раООты Въ|хода, 1гричсы разница рао01 Выхода кластср11 и 1юдложки (Р,„— (Дтк1 мснаст знак ИРи значении высоты кластеРа Ь-0.4 нм (сы. рис.5.3!. а). Такая смена знака означаст, что вслсдствис псрсноса заряда между кластером и подложкой кластеры Ац высотой 11 0.4 нм заряжены отрицатсльно. а при 6<0.4 нм — положитслыю. Примечательным является тот факг„что значснис Ь-0.4 им соответствует высоте кластера Ац„при которой наблюдается появление эффективной энсргстичсской щсли Ея в тушгсльных ВАХ (см, рис.5.31„6), т.с.

Соотвстствусг возможному переходу кластсров Ан в нсмсталличсскос состоянис. Исследование влияния вакуумного от'кига на морфологию и электрические свойства сверхтонких слоев Н101 методами АСМ и СТМ Одной из особенностей группы методов СЗМ является возможность одноврсмснного измерения нескольких характеристик поверхностного слоя образца в процессе сканирования. Так, в контактном режиме атомно-силовой микроскопии использованис мсталлизировашюго зонда позволяст одноврсмсию с морфологией повсрхности измерять туинсльный ток, н„таким образом, определять сопротивление растскания. Эта методика была использована в исслсдОВаниЯх %1иЯИИЯ Отжига тонкоплщючных слосВ Н102 (тОлщина -3 нм) на поверхности кремния в сверхвысоком вакуумс на их морфолог111О и элсктричсскис свойства, проведенных в Научно- образовательном центре «Физика твсрдотсльных нанострукзур» Нижегородского государственного унивсрситста.тп '"' У.Маада.

М.ОЬппага. Б.таа1Ьо1а. М. Ковуаша. М. Напяа д Арр1.БагГБС1. 222 (2004) р,409. '" А.В. Зсиксвич, Д.А.Антонов. Частное сообщсиис. 6 г Рис. 5З2. Тоиографиисскис (а, в) и гоковыс (а,, ) АСМ-изображсиия плснки И И~ толщиной 3 им на иовсркносги Й лазя исколиого образца (и, б) и образна, отожжснного в вакууме при Т = 500~С в тсиснис б ъиш (и,, ). !Ьиьряжснис мсжау образном и зоилом Г = -4 В, размер скаиа ЗОО»ЗОО ии. Огжиг ириволиз к иоянлсишо ~осковыя каналов» в илснкс.

$!тшбясвкя с любсзпосо рсюзрсиюаю Д.А. Анвигиови и А.В. Зсиксвияи. На рис. 5.32, а иредставлсио АСМ изображение морфологии повсрхности исходной плсики (размср скана 300к300 им). Полученнос одноврсмсш о токовое изображснис того жс участка поверхности (см. рис.5.32, 6) свидетельствует о том, что исходная пленка оксида гафпия является туиисльцо цспрозрачпой при напряжениях между зондом и образцом до -бз В. На рис.5.5.!5в показаны тоцографичсскос и токовое изображения повсрхности плсики лослс отжига образца в СВВ при Т = 500'С в тсчсние 5 мии. Как видно, отжиг приводит к формироваии)о каналов туинелирования в цлеикс в некоторых областях по поверхности образца (тсмиыс области иа рис.5.32, г), расположснис которых цс коррелирует с морфологией поверхности.

Характеристики

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6367
Авторов
на СтудИзбе
309
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее