Особенности электронных состояний металлических кластеров на различных подложках при импульсном лазерном осаждении

• Автор: Лай Синьчунь
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 с. : ил

ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРОННЫХ СОСТОЯНИЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КЛАСТЕРОВ НА РАЗЛИЧНЫХ ПОДЛОЖКАХ ПРИ ИМПУЛЬСНОМ ЛАЗЕРНОМ ОСАЖДЕНИИ
ІЄДЄНИЄ

Обзор литературы
1.1. Основные результаты исследований систем кластер/подложка
1.2. Основные выводы
1.3. Экспериментальные данные из опубликованных работ

Методики исследования

2.1. Основные физические процессы в системе кластер/подложка
2.2. Схема экспериментальной установки и условия проведения экспериментов
2.3. Особенности ИЛО
2.4. Введение в РФЭС/РЭОС
2.4.1. Физические основы фотоэлектронной и Оже-электронной спектроскопии
2.4.2. Вклады начальных и конечных состояний в энергию связи РФЭС
2.4.3. Расчет энергии Оже-перехода
2.4.4. Эффект статической зарядки непроводящего образца
2.4.5. Интенсивность пиков РФЭС и относительная концентрация атомов
2.5. Методы спектроскопии рассеяния ионов (СРМИ и ОРР)
2.5.1. Энергия рассеянных ионнов
2.5.2. Поверхностная чувствительность метода СРМИ
2.5.3. Разрешение СРМИ по массе и энергии
2.5.4. Метод обратного резерфордовского рассеяния (ОРР) легких ионов
2.6. Оценки осажденных веществ
Исследование характера роста и структуры металлического конденсата на различных подложках методами РФЭС, СРМИ и ОРР

3.1. Определение характера роста конденсата по величине удельной свободной поверхностной энергии
3.2. Сравнительная оценка роста одних металлических атомов на разные подложки с помощью РФЭС
3.3. Исследование осаждения Au на Ni, С, Si, и Си на Mo методами СРМИ и РФЭС
3.4. Неупругие потери СРМИ при исследовании систем Au/Ni, Au/Si и Au/C
3.5. Исследование осаждения Au на поверхность NaCI методами ОРР и РФЭС
Исследование электронной структуры металлического конденсата на различных подложках методом РФЭС
4.1. Эффект статической зарядки системы металл/диэлектрик
4.2. Общая картина размерного эффекта
поверхности
4.3. Влияние начального состояния кластера конечного размера на сдвиг энергии связи
4.4. Сдвиг энергии связи электронов остовных уровней
4.4.1. Металл/металл или полуметалл
( Cu/Ni, Cu/Mo, Cu/ВОПГ, Au/Ni и Au/BОПГ)
4.4.2. Металл/полупроводник (Au/Si)
4.4.3. Металл/диэлектрик (Au/NaCI, Au/KBr, Cu/KBr и In/NaCI)
4.5. Разложение вкладов начального и конечного состояний в энергию связи
4.6. структура валентной зоны
4.7. Полуширина остовых уровней
ключение
:исок литературы речень сокращений

Введение
Актуальность проблемы и цель работы
Электронные свойства и структура металлических кластеров, осажденных на различные подложки, являются предметом активных теоретических и экспериментальных [1-23] исследований на протяжении трех последних десятилетий. Причиной этому является исключительная важность данной проблемы как с научной, так и с практической точек зрения. Развитие тонкопленочной технологии, наноэлектроники, гетерогенного катализа и т.п. требует более чёткого понимания электронной структуры и свойств осажденных кластеров, а также их взаимодействия с подложкой.
Металлический кластер состоит из конечного числа атомов, начиная с димеров и кончая в пределе несколькими сотнями тысяч атомов. Кластер представляет собой промежуточную стадию между изолированными атомами газовой фазы и связанными атомами твердого тела. При этом особый интерес представляет изучение процесса перехода кластера малого размера из состояния молекулярного диэлектрика в проводящее состояние, т.е. появление у кластера металлических свойств при достижении определенного числа атомов.
Исследование структуры и свойств кластера разделено на два вида: исследование свободного кластера и системы кластер/подложка.
Объектом теоретического изучения, в основном, является свободный кластер. Между тем теоретические подходы к данной проблеме являются в большинстве случаев феноменологическими из-за сложности многочастичных взаимодействий электронов в кластере и между кластером и подложкой [1-2, 24-25]. Расчёт физических параметров кластеров с помощью современных компьютеров обеспечивает возможность сравнения между экспериментом и теорией [26-29].
Существуют различные способы получения системы кластер/подложка. В подавляющем большинстве случаев исследуемые системы кластеров создавались методом вакуумного термического осаждения (ТО). Однако в настоящее время широко используются и другие методы осаждения [98]: молекулярно- пучковая эпитаксия,

большинства непроводящих подложек [112], то преобладающим механизмом роста металлических кластеров на диэлектрических подложках является модель Фолмера-Вебера, что подтверждено многочисленными экспериментами [4-6].
(А) модель Фолмера - Вебера
(Б) модель Странского - Крастанова
(В) модель Франка - Ван дер Мерве
Рис. 2-3. Три типичные модели роста металлического конденсата на подложке.