Интеркаляция благородных металлов (Ag,Au,Cu) под монослой графита на Ni(111)

• Автор: Стародубов, Аркадий Геннадьевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 98 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Е УГЛЕРОД В СОЕДИНЕНИЯХ

1.1 Графит
1.2 Алмаз

1.3 Фуллерен С

1.4 Интеркалированный графит

1.5 Фуллерит и фуллериды металлов

1.6 Монослой графита на поверхности переходных металлов

И. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ.

2.1 Дифракция медленных электронов
2.2 Ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия
2.3 Экспериментальная установка
III. ПОДГОТОВКА И АНАЛИЗ БАЗОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ
М(111) ИИСХОДНОЙ СИСТЕМЫ МО/МО 11)
3.1 Исходная поверхность N1(111)
3.2 Монослой графита на N1(111)
3.3 Дисперсия зон монослоя графита на №( 111)
IV. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ИНТЕРКАЛЯЦИИ Ag ПОД МОНОСЛОЙ ГРАФИТА НА N1(111)
4.1 Интеркаляция Ag под монослой графита на N1(1 И)
4.2 Экспериментальные результаты
4.3 Особенности строения системы МО/А^1( 111)
4.4 Выводы на основании исследований по интеркаляции А% под МО на N1) 111).
V. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ИНТЕРКАЛЯЦИИ Аи и Си ПОД
МОНОСЛОЙ ГРАФИТА НА N1(111)
5.1 Интеркаляция Аи под монослой графита на N1(111)
5.2 Интеркаляция Си под монослой графита на №(111)
VI. ФОРМИРОВАНИЕ ИНТЕРКАЛЯТОПОДОБНОЙ СИСТЕМЫ
МО/Ае/слой_№АУ( 110)
6.1 Условия эксперимента
6.2 Экспериментальные результаты
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ.
Исследование свойств поверхности и структур с пониженной размерностью (в том числе слоистых структур) является предметом повышенного интереса многих фундаментальных и прикладных наук, в том числе физики твердого тела. Это связано, с одной стороны, с теми уникальными и мало изученными свойствами, которые они проявляют. С другой стороны, бурный рост высокотехнологичных производств, прежде всего наноэлектроники, диктует условия по созданию и применению приборов с размерами, сравнимыми с атомным масштабом. Перспективность развития нанотехнологий обуславливает актуальность создания и исследования слоистых систем с пониженной размерностью. Г рафит, с этой точки зрения, всегда рассматривался исследователями как типичный представитель этого класса объектов, который может быть использован в качестве матрицы для создания в межплоскостных пространствах двумерных упорядоченных подсистем, состоящих либо из атомов произвольных элементов, либо из молекул различной степени сложности. Этим было обусловлено постоянное внимание исследователей к изучению процессов синтеза и особенностей электронной структуры соединений типа интеркалированного графита (графитидов металлов). Оставаясь слоистыми, они демонстрируют ряд интересных свойств, таких как сверхпроводимость, волны зарядовой плотности, высокая анизотропия электропроводности. В связи с вышесказанным, исследование взаимодействия поверхности графита с металлами с целью получения новых квазидвумерных структур и определения свойств этих соединений является важным в настоящее время. Открытие нового класса твердотельных модификаций углерода - фуллеренов, прежде всего С-бо , со щелочными металлами, так называемых фуллеридов металлов, обладающих свойствами ВТСП, инициировали дальнейшее развитие исследований систем углеродная матрица-металл.

квантовой химии.
В связи с вышесказанным, авторами был предпринят шаг по изучению влияния на свойства системы М С т/К К 111) атомов различных металлов, интеркалированных под монослой графита. Было показано, что, как в случае щелочных металлов, так и в случае благородных металлов, имело место ослабление взаимодействия графитового слоя с N1(111) поверхностью. Данный факт был проинтерпретирован, как эффект блокирования л/л* - с1- связи атомами интеркалянтов [41-45].
Как было установлено в работе [46, 47], взаимодействие л/л* - с1- состояний интересно еще с той точки зрения, что заполнение л*- орбитали, которая является разрыхляющей, приводит к значительной пассивации поверхности N1(111). Данный эффект может иметь большое прикладное значение.
Рассмотрение свойств интеркалированных систем показывает, что модель жестких зон хорошо работает в случае интеркаляции объемного графита щелочными металлами, хотя и находится в стадии дальнейшей разработки. В остальных системах (интеркаляты РЗМ), для корректного описания происходящих процессов нужно учитывать более сложное взаимодействие, которое заключается в появлении новых гибридных связей между интеркалянтом и графитовыми слоями, или, - как в случае монослоя графита на металле, - между всеми элементами системы: 1УЮ, интеркалянт, подложка.