Многоэлектронные явления в нанокластерах металлов вблизи их перехода в неметаллическое состояние

• Автор: Лебидько, Валентин Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 с. : ил.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

1. Актуальность проблемы и цель работы

2. Содержание диссертации

3. Научная новизна и практическая значимость работы

4. Положения, выносимые на защиту

5. Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

6. Апробация работы 1 б

7. Структура и объем диссертации

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Проявление возбуждений электрон-дырочных пар в РФЭ спектрах металлов

1.2. Эволюция электронной структуры кластеров: переход металл-неметалл

1.3. Выводы из обзора публикаций
2. ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МЕТОДИКИ
2.1. Методы формирования кластерных структур: импульсное лазерное осаждение (ИЛО)
Физические основы метода ИЛО
2.2. Методы анализа полученных структур
2.2.1. Исследование морфологии нанокластеров: метод сканирующей туннельной микроскопии (СТМ)
2.2.2. Методы исследования электронных свойств нанокластеров
Физические основы метода сканирующей туннельной спектроскопии (СТС)
Физические основы методов рентгеновской фотоэлектронной и оже-электронной спектроскопий (РФЭС) и (ОС)
Физические основы метода спектроскопии рассеяния медленных ионов (СРМИ)
2.3. Экспериментальная установка и методика эксперимента
2.4. Обработка экспериментальных данных
2.4.1. Характеристика ансамбля нанокластеров металлов на поверхности высокоориентированного пиролитического графита (ВОПГ)
Процедура обработки и анализа СТМ изображений нанокластеров
Определение фрактальной размерности нанокластеров
2.4.2. Анализ форм линий РФЭ спектров и спектров РМИ нанокластеров металлов
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Исследованные системы нанокластер/подложка
3.1.1. Результаты СТМ исследований
3.1.2. Функции распределения нанокластеров по размерам
3.1.3. Экспериментальные зависимости среднего размера нанокластеров от числа лазерных импульсов и концентрации осаждённого вещества
3.1.4. Фрактальная размерность нанокластеров
3.1.5. Экспериментальная зависимость высоты нанокластеров от их латерального размера
3.2. Исследование электронной структуры нанокластеров с помощью метода СТС
Измерения вольт-амперных характеристик (ВАХ) нанокластеров: результаты и обсуждение,
3.3. РФЭС и ОС исследования электронной структуры нанокластеров металлов: переход металл-неметалл
3.3.1. Экспериментальные результаты
3.3.2. Обсуждение результатов
3.4. РФЭС исследования электронной структуры нанокластеров металлов: возбуждение электрон-дырочных пар
3.4.1. Результаты исследования асимметрии РФЭ спектров нанокластеров металлов
3.4.2. Обсуждение результатов
3.5. СРМИ исследование электронной структуры нанокластеров металлов: возбуждение электрон-дырочных пар
Исследования асимметрии спектров РМИ нанокластеров металлов: результаты и их обсуждение

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
5. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
6. БЛАГОДАРНОСТЬ.
Список используемых сокращений
ИЛО - импульсное лазерное осаждение;
РФЭС - рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия; ОС - оже-электронная спектроскопия;
СРМИ - спектроскопия рассеяния медленных ионов;
РМИ - рассеяние медленных ионов;
ОРР - обратное резерфордовское рассеяние;
СВВ - сверхвысокий вакуум;
СТМ - сканирующая туннельная микроскопия;
СТС - сканирующая туннельная спектроскопия;
ВОПГ - высокоориентированный пиролитический графит;
Данное выражение значительно упрощается в том случае, если справедливы следующие предположения [99]:
(а) Влияние эффектов начального состояния для фотоэмиссии и оже-перехода одинаково [Деу = Аек = Аб/ = Де];
(б) Изменение энергии релаксации дырок на всех трех уровнях одинаково [Д/?(/') = AR(k) = AR(l) = AR, ARk,l) = 4ДЛ];
(в) Энергия взаимодействия двух дырок в конечном состоянии оже-процесса (т.е.
корреляционная энергия) не изменяется [A!F(k,l;X) = 0].
Согласно работе [30], эти предположения верны для глубоких остовных уровней
(ССС-переходы) при отсутствии интенсивных пиков валентной зоны вблизи уровня
Ферми. Для таких переходов имеем:
ДОоЖе = 2Д R. (2.12)
Используя выражение (2.10) для сдвига энергии связи, находим Де:
Де = ДВЕ+|дооже. (2.13)
Таким образом, экспериментально можно определить вклад эффектов начального Де и конечного ДR состояний в изменение энергии связи остовного уровня.
Физические основы метода спектроскопии рассеяния медленных ионов (СРМИ)
Метод СРМИ является одним из наиболее широко используемых методов анализа состава и структуры поверхности [105] . В отличие от других методов СРМИ обладает наибольшей поверхностной чувствительностью, позволяя исследовать только несколько первых монослоёв (~ 1+2 ML), что связано с большой вероятностью нейтрализации ионов в глубине поверхностных слоев образца и эффективного затенения [150].
В данной работе исследования методом СРМИ проводились in situ на спектрометре XSAM-800 с использованием ионов Не+ с кинетическими энергиями Ет°=0.3+2.0 кэВ.
Геометрия рассеяния ионов Не+, реализованная в электронном спектрометре XSAM-800, представлена на Рис. 2-8.