Борман В.Д. - Физические основы методов исследования наноструктур и поверхности твердого тела (1040989), страница 39
Текст из файла (страница 39)
бцв. Схсмагичсскос итображсиис лифракционных рсфлсксов и дксисрнмснтальныс дифрззкциоцныс картины. полу зсззззвзс ирзз ззссасдоввнии алсорбцизз атомозз )зз на иовсрхиости Ьз() ) ) ). В ззронсссс осазклсзгиа ооразузоизаасв ири кохзззат- Так, при адсорбции 1п на поверхности Я(111) при комнатной температуре атомы ! и образуют поверхностную структуру 3зг 3, которая прп увеличении степени покрьгззгя переходит в структуру 2х 2. 11а гзровзежуточгзой стадии осаждсшзя обе структуры сосуществуют, что проявляется в дифракционной картине (рис. б.18) 151.
2. Исследование ансамбля нанокластсров на поверхности Метод ДМЭ может использоваться для исследования ансамбля ~анокластеров на зиверхности подложки. В атом случае анализируют не всю дифракционную картину, а распределение интенсивности электро)свого сипзгцза внутри одного точечною рефлекса. Профиль рефлекса ДМЭ несет информацию о таких статистических параметрах ансамбля нанокласзеров, как распределение кластеров па размерам и расстояниям, из которых можно найти значения среднего размера кластеров и среднего расстояния между ними. Схематически процедура анализа профиля рефлекса ДМЭ показана на рис. б.19. иой тсмисратурс исходив структура я)зы>) 3 х 3 — йзе" — )в 1а) исрсхоаит в структуру 2~2 1в).
) )а иромсжугоииой сзахззи осзззкззсзззза (о) домсиы обоих сзруктур сосузисс гвузот 151 20 модель К-иросгреисгео распределения ло реемеГгем и расстоянием ! сечение едоль оси к Однглиерные орь ресгределени л -' — е Х Рис. 6.19. Г'.Ксматнисская диаграмма, ~гдлгос гргь ругонагя Н1)имснснпс ысзола анализа профиля рефлекса ДМЭ лля систсмгд класгсроа В на ггодложке А 1см. пояснение а ТСКСТЕ) "'" 10 модель д ' " М.Ваишсг, 11.-,1.
Ргенпг1 д Ргоагсяя ЯнгГ. асз. 61 11999) р.127. 252 Картину распределения интенсивности в дифракционном рефлексе в простраггствс волновых векторов дт можно трактовать как фурье-преобразование изооражсния гговсрхности в реальном пространстве. В случае изотрошюго распределения интенсивности оно может быть сведено к одномерной зависимости 1ф) „которая соответствует фурьс-прсобразовапиго системы одномерных кластеров. В этом случае, зная степень покрытия поверхности островками и функциональный вид распределения в опрслслсшюм приближении можно рассчитать зависимость Цгг).
Аппроксимация экспериментальных дагшых расчетной зависимостью позволяет определить такис параметры распределения, как средний размер кластеров и среднее расстояния между ними„а также сделать вывод о степени пространственного упорядочения в ансамбле панокластсров. На рис. б.20 представлены трехмерные профили интенсивности рефлексов ДМЭ и СТМ-изображения поверхности Л1 О с нанокласгерами родня, сформирова~шыми при температурах 90 К и 300 К. Анизотропное пространственное распределение нанокластеров КЬ, декорирующих линсгшыс дефекты поверх~ости при Т=300 К, отражается в виде широкого профиля интенсивности сигнала ДМЭ, в то Рис.
6.20. Профили интенсивности гочсчпого рсфлскса ДМЭ (слова) и С'!'М-изображсоин (справа) ансамбля иаиокластс-,:4.,~!"'т"'! '.",'":.:'"';4~$((1! ров 1(Ь. сформированных иа ',б%''.51;..ф-:-'Тчч4 повсрхпосги Л) 01!1х!1Л1(110) при Т~90 К (а, (1) и Т вЂ” -200 К (1, г4, вс1авка проскаппроваиа с лучи!5151 разрсп1с1и1см). Эпсргин злсктропов 30 зн, размср СтМ- " "' *- изображений аОХХО им " ' время как в случае конденсации при низких температурах (Т=90 К) распределение кластеров по расстояниям оказывается более одно- родным. 44ФЛФ 4 !16~ .45 -55 В Га 45 4 5 5 15 1 крю Гмоия Й44й 4й~ ай~44~.ф 444 А Рис. 6.2!. Распрсдслсиис иптснсивиости сигнала рсфлскса (00) лифракииоппой картины ансамбля иаиоклассров Р(! па повсрхпости Л)ХО!!1ч1Л1(110), сформироввппо! о осаждсипсм палл ьзия с поминальной гол!пипой 0.2 им ири Т = 90 К, при раз,'!Ичных 1пс!ъ1Ч1нх зясктрОиов (и): записях!ость срслис1 о !зазмсрв па! Соклаастсров Р41 ог помпиальпой гольиипы осаж:!сивого мс1алла, получспиан из анализа профиля рсфлскса ДМЭ (й) ' ' '" ' С.Т.
СагпрЬсй И ЯпгГ. БС1. !хор. 27 (1997) р.1, 253 55 55 45 5 и и !5 а 5 Иа рис.6.21 приведены профили рефлекса ДМЭ для системы на- нокластсрОВ 11алладпя, сфо1ъмирОВаяных на поверхности А1з0з/К1А1~110), а ~ак~е получс1шая из их гп1В11и:н1 зззвисимость средне!'О размера наноюгастсрОВ От кОличсстВа Осаждснн01'О паз1ладия, выраженного в единицах номинальной толщины. Таким образом, метод ДМЭ позволяет исследовать процессы роста нанокластеров на поверхности подложки. 6.6. Контрольные вопросы к главе 6 1. Назови ге сущсствующис типы поверхностных решеток Бравс.
2. Почему поверхностная решетка может отличаться от объемной решетки кристалла и какие обозна'1сния используют для поверхностной решетки? 3. Что такое угол Брегга'? 4, В чем состоит ош1санис Лауэ дифракции на кристалличсксой решетке? 5. Что такое сфера Эвальда и для чего она используется". 6, Чем отличается построение сферы Эвальда для дпфракцпи на трехмерной н двумерной кристалзшчсских рсп1етк11х'? 7. Можно ли наблюдать дифракцнонную картину при Отражениии электронов с энергией 200 кэВ от поверхности кристалла'? 8, Какие явления приводят к размытию рефлексов лифракционной картины при дифракции электронов на кристаллической рсшсткс пОВсрхности2 ЗАДАЧИ 1.
Определить давление остаточных газов в вакуумной камере электронного спсктрометра, необходимое для того, чтобы в ходе эксперимента поверхность исследуемого образца оставалась атомно-чистой. 2. Определить энергию плазмонных колебаний, возбуждаюгцихся в объемных и поверхностных слоях магния, поверхность которого окислена (диэлектрическая проницаемость оксида магния 9.65). 3. Найти выражение для знсргии иона массой лн прстсрпсвгиего двукратное упругое рассеяние на атомах поверхности с массой И. Начальная энергия иона Ео„угол рассеяния О. 4. Определить энергию кванта рентгеновского излучения Ь, необходимую для фотоионизации уровня 2р~,, мсталли каской меди. 5.
Показать, что свободный электрон нс может поглотить фо гон ~нет фотоэффекта на свободных электронах). 6. При малых напряжениях и температуре туннсльпый ток У х ехр( — 2ат~). Считая потенциальный барьер между СТМ- зондом и образцом Лр = 4эВ и точность задания туннельного тока М1У = 2%, определить чувстиггельность Л~( СТМ к расстоянгпо до ооразца й~. 7.
Определить дозно туннельного тока 1„/ 7л.а на расстоянии одного атома п от центра полусферического платинового СТМ- зонда с радиусом закругления острия Р = 100 А от максимального туннельного тока в центре острия 1„, при СТМ вЂ” поверхности высоколсгированпого кремния и-типа (работа выхода у = 5 эВ). Приложенное к зонду напряжение 1' = — ! В. 8. Определить часготу плазмонных колебаний в ооьеме алюминия зная, что радиус сферы содержагцсй один валентный электрон, раасн г,. =2ад (пв — — 0.529 А- первый боровский радиус атома водорода). Список рекомендуемой литературы 1. Гусса А.И. Наноматсриалы, наноструктуры нанотехнологии.
— М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. 2. Суздалев И.11. Наиотехнология: физико-химия панокластеров„ наноструктур и наноматериалов. — М.: КомКнига, 2006. 3. Трапезников В.А., Шабанова И.Н. Рснтгеноэлсктронная спектроскопия свсрхтонких поверхностных слоев кондснсировашгых сисзем. — М.: Наука,!988. 4. Пратгон М. Введение в физику поверхности. — Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2000. 5. Оура К., Лифшиц В.Г., Сарацин А.А., Зотов А.В., Катаяма М. Введение в физику поверхности. — М..' Наука, 2006. 6.
Миронов В.Л. Основы сканируюшей зондовой микроскопии. — М.: Тсхносфера, 2004. 7. Методы анализа поверхности 1 Под рсл. Зандсрны А. — М.: Мир, 1979. 8. Вудраф Д.. Делчар Т. Совремснныс методы исследования поверхности. - М.: Мир, 1989. 9. Электронная и ионная спсктроскопия твердых тел 7 Под рсд. Л. Фирмэпса, Дж. В знника, В. Декейсера. — М.: Мир, 1981. 1О.Черенин В.Т.„Васильев М.А. Методы н приборы для анализа поверхности материалов, — Киев: Наукова думка, 1982, 11.Синдо Д., Оикава Т. Аналитическая просвечивающая электронная микроскопия.
— М.: Техносфера, 2006. 12.Гоулдстейн Дж., Ньюбери Д., Эчлин П., Джой Д., Фиори Ч., Лифшин Э. Растровая элсктрошгая микроскопия и рентгеновский микроаиализ. — М.: Мир, 1984. 13.Нефедов В.И. Ренггеновская фотоэлектронная спектроскопия химических соединений. — М.: Химия, 1984. 14,Нсмошкалснко В.В., Алеп~ии В.Г. Электронная спсктроскопия кристаллов. — Киев; Наукова думка, 1976. 256 15.Бригге Д,. Сих М.П. Анализ поверхности мстодаъш ожеэлсктронной и рентгеновской фотоэлектронной спсктроскопии.— М.: Мир,!9Х7. 1б.Ландау Л.Д., Лифннгц Е.М. Квантовая механика. — М.: Иаука, 1974.
17.Л.Г. Юаня, Я. ЖоЬ!спЬо!гпс, Ап 1п!годцс!!оп !о Биг1асе Апа!уяа Ъу ХРБ апс1 АЕ$,,1о1зп %|1су сг, Бопв 1.гв, СЬ!сЬсвгсг, 2003. 111.Ирхин В.!О., Ирхин 1О.П., Электронная структура. физические свойства и корреляционные эффекты в д- и Г-металлах и их соединениях, — Екатеринбург: УРО РАН, 2004, !9.$игГасс Апа!уяв Ьу Аицег апг! Х-гау РЬо!ое1сс!гоп Брсс!говру,Е1.ВуВ.Вг1ррв.
г1.!.т.ап 1,1МР И йоп:,СЬ1сЬся!е,иК, 2003. Троян Виктор Иванович Пушкин Михаил Александрович Борман Владимир Дмитриевич Тронин Владимир Николаевич Физические основы методов исследования наноструктур и поверхности твердого тела Учебное пособие Редппнар Шуиакова Н.В. Орнгнпил-.иакпн из.опювлен Оушкипьт М.,4. Подписанов печать 02.12.2008. Формат 60х34 1/16 Псч. л. 16,25. Уч.-изд. л. 16,25.
Тираж 150 экз. Изд. Ма 4 /126. Заказ Мо Московский инженерно-физический институт 1государственный университет)„ 115409, Москва, Каширское шоссе, д, 31. Типография издательства "ТРОВАНТ"', г. Тропик Московской обл. .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
