Физические процессы при адсорбции атомов металлов на поверхности оксидов

• Автор: Магкоев, Тамерлан Таймуразович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Владикавказ
• Количество страниц: 337 с. : ил.

ГЛАВА 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СВОЙСТВ СИСТЕМ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ АДСОРБЦИИ АТОМОВ МЕТАЛЛОВ НА ПОВЕРХНОСТИ ОКСИДОВ
1.1. Условия подготовки оксидных подложек для последующей адсорбции атомов металлов
1.2. Плёнки металлов на поверхности оксидов:
термодинамический анализ
1.3. Структура и электронные свойства систем металл/оксид
1.3.1. Система оксид на поверхности металлической подложки
1.3.2. Свойства металлических плёнок на поверхности оксидов
1.4. Адсорбция молекул на поверхности систем металл/оксид
1.5. Диссоциация молекул СО
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
2.1. Измерение работы выхода с использованием метода задерживающего поля (метод Андерсона)
2.2. Спектроскопия обратного рассеяния ионов
низкой энергии (СОРИНЭ)
2.3. ИК-спектроскопия
2.3.1. Физические основы метода
2.3.2. Принципы отражательной ИК-спектроскопии
2.3.3. Принцип работы ИК-спектрометра
2.3.4. Описание экспериментальной установки
2.4. Спектроскопия энергетических потерь электронов
высокого разрешения (СЭПВР)
2.4.1, Физические основы СЭПВР

2.4.2. Аппаратура СЭПВР
2.5. Резонансная многофотонная ионизация (РМИ)
2.5.1. Сущность метода РМИ
2.5.2. Схема экспериментальной установки
ГЛАВА 3. АДСОРБЦИЯ АТОМОВ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ
IV ПЕРИОДА НА ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОДЛОЖКИ
3.1. Работа выхода и механизмы формирования плёнок
3.2. Модели взаимодействия адатомов с поверхностью металлов
3.3. Оценка величин зарядов адатомов Зб-металлов
на поверхности Мо(110)
3.4. Адсорбция молекул N0 и СО на поверхности
металлических плёнок
3.5. Длина свободного пробега в системе
переходный металл/подложка
3.6. Выводы
ГЛАВА 4. ФОРМИРОВАНИЕ И СВОЙСТВА ПЛЁНОК ОКСИДОВ АЛЮМИНИЯ, МАГНИЯ И ТИТАНА НА ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОДЛОЖЕК (Мо(110), У(110), Ие(ЮОО))
4.1. Оксид алюминия
4.2. Оксид магния
4.3. Оксид титана
4.4. Выводы
ГЛАВА 5. ФОРМИРОВАНИЕ И СВОЙСТВА СИСТЕМ,
ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ АДСОРБЦИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ АТОМОВ, КЛАСТЕРОВ И ТОНКИХ ПЛЁНОК НА ПОВЕРХНОСТИ ОКСИДОВ
5.1. Механизмы роста плёнок металлов на поверхности оксидов
и работа выхода
5.2. Зависимость электронного состояния адатомов металлов
на поверхности оксидов от покрытия
5.3. Размерная зависимость адсорбционных свойств островков
металлов на поверхности оксидов

5.4. Термическая стабильность систем металл/оксид/металл
5.5. Выводы
ГЛАВА 6. ФОТОИНДУЦИРОВАННЫЕ ПРОЦЕССЫ НА ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛОВ И СИСТЕМ МЕТАЛЛ/ОКСИД
6.1. Общая характеристика процессов, происходящих при взаимодействии фотонов видимой и ближней ультрафиолетовой
области с адсорбционными системами
6.1.1. Общие положения
6.1.2. Механизмы взаимодействия фотонов с системой адсорбат/подложка
6.1.3. Реакции, индуцированные фотогенерированными
носителями подложки
6.1.4. Динамика фотоиндуцированных процессов на поверхности
6.2. Фотоиндуцированное поведение молекул N0 и СО на
поверхности металлических подложек и структур металл/оксид
6.2.1. Влияние электронной структуры металлической подложки на характер фотопроцессов адсорбированных молекул
оксидов азота и углерода
6.2.2. Фотоиндуцированное поведение молекул N0
на поверхности системы Ni/A^C^
6.3. Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

явной особенностью является резкое снижение интенсивности рефлексов подложки при адсорбции Рк При адсорбции на подложке при 300 К, уже при покрытии, соответствующем десятой доли монослоя (эффективная средняя толщина слоя при этом составляет 0,25 А), происходит снижение исходной интенсивности рефлекса подложки на 20%, а при эффективной толщине слоя в 1 А соответствующего сигнала не зарегистрировано. Даже в предположении двумерности формируемой плёнки Р(, невозможно объяснить такое сильное ослабление интенсивности рефлексов подложки. Следовательно, можно предположить, что при адсорбции платины происходит изменение структуры подложки в местах расположения частиц платины. При адсорбции Р1 при 90 К наблюдается аналогичная ситуация, за тем исключением, что ослабление рефлексов не так явно выражено, как при 300 К. Это указывает на то, что при низких температурах взаимодействие является более слабым.
Как видно из распределения профилей интенсивности рефлекса подложки (00) (Рис. 22а), формирование модифицированных платиной участков подложки, приводит к образованию диффузного плеча вокруг максимума рефлекса. Подобное плечо наблюдается и для Рб и Шз при низких покрытиях, которое обусловлено структурой точечных дефектов подложки. Принимая во внимание изменение структуры подложки, вызванное адсорбцией платины, можно предположить, что появление указанного дифракционного плеча вызвано возможным проникновением Р1 внутрь оксидного слоя в местах этих точечных дефектов, и таким образом, нарушением симметрии структуры подложки в области этих дефектов. Количественный анализ распределения профилей интенсивности свидетельствует о том, что средний характерный размер указанных областей составляет около 12 А при величине покрытия, соответствующего средневесовой толщине плёнки 0,25 А.
Данные выводы, сделанные на основе ДМЭ, подтверждаются результатами, полученными с применением СТМ [102]. Микротопография поверхности при средней толщине плёнки 0,25 А (Рис. 226) подтверждает формирование трёхмерных частиц. В то же время результаты СТМ указывают на то, что изменения структуры подложки, о чём свидетельствуют данные ДМЭ, при адсорбции платины не происходит. Причиной этого может быть то, что ДМЭ является более чувствительным к небольшим искажениям структуры, чем СТМ. С увеличением покрытия П при комнатной температуре до толщины плёнки 10 А, формирование упорядоченных кластеров, как это имеет место в случае Рб, не наблюдалось. Однако, если повысить температуру