Формирование наноструктуры поверхности твердых тел при механическом воздействии

• Автор: Лукьяненко, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 272 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. МЕТОДЫ АНАЛИЗА ПОВЕРХНОСТИ

1.1. Спектроскопия характеристических потерь энергий электронов

1.2. Метод дифракции медленных электронов

ГЛАВА I I МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Установка для изучения поверхности методами ДМЭ, ЭОС,

СХПЭЭ и РФЭС

2.2. Дифрактометр ДМЭ

2.3. Приготовление образцов
2.4. Методика механического нагружения
ГЛАВА I I I. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СТРУКТУРЫ И
АТОМНОЙ ДИНАМИКИ ГРАНЕЙ А1(111) И Ое<111) МЕТОДОМ СХПЭЭ
3.1. Дисперсия плазменных колебаний в неоднородном поверхностном слое в длинноволновом приближении
3.2. Температурные и энергетические зависимости спектров
ХПЭЭ от поверхности А1(111)
3.3. Определение параметров структуры и атомной динамики
грани А1(111) методом СХПЭЭ
3.4. Энергетические зависимости в спектрах ХПЭЭ и структура грани Ое(111)-2х
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ I I I
ГЛАВА I V. ДИФФУЗИОННОЕ ЗАЛЕЧИВАНИЕ РАДИАЦИОННЫХ ДЕФЕКТОВ НА ПОВЕРХНОСТИ Ое(111) ПРИ ИОННОЙ БОМБАРДИРОВКЕ
4.1. Введение
4.2. Результаты эксперимента
4.3. Обсуждение результатов эксперимента
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ IV
ГЛАВА V. УПРУГАЯ ДЕФОРМАЦИЯ И ДЕФЕКТООБРАЗОВАНИЕ
В ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЯХ ГРАНИ Эе(111) ПРИ

МЕХАНИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ
5.1. Влияние механической нагрузки на спектра ХПЭЭ от поверхности Ое(111)
5.2. Влияние механической нагрузки на картины ДМЭ от поверхности Ое(111)
5.3. Упругая деформация поверхности Ое(111) под действием растягивающего напряжения
5.4. Неупругие эффекты механического воздействия на поверхности Се(111)
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ V
ГЛАВА V I. ВЛИЯНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ НА ТОПОГРАФИЮ ПОВЕРХНОСТЕЙ Ое(111) И 81(111) И АМОРФНОГО СПЛАВА Те70Сг15515. МЕТОД СКАНИРУЮЩЕЙ ТУННЕЛЬНОЙ МИКРОСКОПИИ
6.1. Теоретические основы метода сканирующей туннельной микроскопии
6.2. Прибор для исследования топографии поверхности методом СТМ
6.3. Методика изготовления острий
6.4. Влияние механической нагрузки на топографию граней
Ое(111) и 31(111). Методика эксперимента
6.5. Рост шероховатости как начальная стадия разрушения деформированной поверхности аморфного сплава Ре70О15Я15
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ V I
ГЛАВА V I I. ДИФФУЗИОННЫЙ МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ
РЕЛЬЕФА ДЕФОРМИРУЕМОЙ ПОВЕРХНОСТИ
7.1. Обсуждение результатов эксперимента
7.2. Физические механизмы формирования рельефа деформируемой поверхности
7.3. Энергетический критерий формирования деформационной шероховатости
7.4. Особенности деформации поверхности при ее изотропном латеральном растяжении

7.5. Диффузия как основной механизм формирования деформационного рельефа на поверхности Ое(111)
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ V I I
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
ЛИТЕРАТУРА

решетки, а будет лишь перемещаться точка пересечения ее со стержнем. Такое перемещение точки пересечения сферы Эвальда со стержнем обратной решетки приводит в изменению направления вектора т. е. к смещению дифракционного рефлекса на экране дифрактометра ( к центру экрана с увеличением энергии электронов).
Однако нельзя ситуацию целиком сводить к двумерному случаю - на опыте наблюдается сложная картина зависимости интенсивности дифракционного рефлекса от энергии первичных электронов (так называемые 1(Кр)- зависимости). Это связано с тем, что дифракционная
картина формируется фактически при отражении не только от первого атомного слоя, но определенный вклад дает также отражение от нижележащих атомных плоскостей. Обычно считается, что следует учитывать две - три атомные плоскости [132-133]. Два из условий Вулфа-Брэгга выполняются при этом строго, а третье, вследствие малой глубины проникновения электронного пучка, не строго, и поэтому наблюдается заметный по интенсивности дифракционный пучок при длинах волн, несколько отличающихся от точного значения, вычисляемого по третьему условию Лауэ. Отметим здесь же, что если учитывать только упругое рассеяние, то теория предсказывает интенсивность дифракционных отражений на несколько порядков большую, чем та, которая обнаруживается на опыте. Для устранения такого несоответствия включают в рассмотрение неупругие столкновения электронов [134].
Для удовлетворительного объяснения I {Ер)- зависимостей необходимо пользоваться полной динамической теорией дифракции. Мы ее здесь рассматривать не будем, она хорошо изложена в ряде монографий и обзоров по дифракции [135-143]. Отметим, что хотя кинематическое приближение ограниченно применимо к описанию реального эксперимента в ДМЭ, почти все проблемы реальной поверхностной кристаллографии рассматриваются с использованием этого приближения по следующим причинам: 1. Теория достаточно проста. 2. Ее результаты корректны в отношение того, что касается угловых положений дифракционных пучков. 3. Теория может дать