Влияние электрического поля на анизотропию и размерные зависимости поверхностных свойств сплавов щелочных металлов

• Автор: Мамбетов, Альберт Хасанбиевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 106 с. : ил

Оглавление

Общая характеристика работы

Введение
1. Современное состояние теоретических исследований анизотропии и размерных эффектов поверхностных свойств металлических сплавов

1.1. Метод функционала электронной плотности в физике поверхности

1.2. Анизотропия поверхностной энергии и работы выхода электрона металлов и сплавов
1.3. Зависимость поверхностных свойств металлов и сплавов от внешнего электрического пол»

1.4. Размерные эффекты поверхностных свойств металлических сплавов

Выводы
2. Анизотропия поверхностной энергии, поверхностной сегрегации и работы выхода электрона бинарных сплавов щелочных металлов

2.1. Поверхностная энергия

2.2. Работа выхода электрона
2.3. Результаты вычислений и их обсуждение
3. Влияние электрического поля на анизотропию и размерные эффекты поверхностных свойств сплавов щелочных металлов
3.1. Влияние электрического поля на анизотропию поверхностной энергии сплавов щелочных металлов
3.2. Влияние электрического поля на работу выхода электрона сплавов щелочных металлов
3.3. Влияние электрического поля на анизотропию РВЭ

3.4. Результаты оценок влияния электрического поля на работу выхода электрона сплавов щелочных металлов
3.5. Влияние электрического поля на поверхностные энергетические характеристики тонких пленок сплавов щелочных металлов
Выводы
Литература
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Развитие научно-технического прогресса выдвигает новые задачи в области физики поверхности. При разработке композиционных материалов, новых катодных материалов для термоэмиссионных преобразователей энергии, мощных газовых лазеров, при разработке элементной базы микро- и наноэлектроники, развитии туннельной и атомно-силовой микроскопии, автоэмиссионных катодов, вакуумных микротриодов необходимы более полные данные об анизотропии поверхностной энергии, поверхностной сегрегации и работы выхода электрона металлических сплавов, а также данные о размерных зависимостях поверхностных свойств сплавов. Однако имеющиеся литературные данные по анизотропии и размерным эффектам поверхностных свойств касаются в основном чистых металлов. Данные же по анизотропии и размерным эффектам поверхностных свойств сплавов встречаются крайне редко, к тому же они противоречивы. Отсутствует также достаточный объем знаний о влиянии электрического поля на поверхностную энергию (ПЭ) и работу выхода электрона (РВЭ) сплавов. Практически отсутствуют данные о влиянии электрического поля на поверхностные характеристики металлических систем с пониженной размерностью.
Цель работы. Целью работы является теоретическое исследование влияния внешнего электрического поля на ориентационные и размерные зависимости поверхностных свойств сплавов щелочных металлов.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. В рамках метода функционала электронной плотности (МФЭП) изучить анизотропию поверхностной энергии, работы выхода электрона и поверхностной сегрегации в сплавах щелочных металлов.

сосредоточенный на мнимой грани, центр тяжести которой отстоит на Lla.e от геометрической поверхности. Показано, что при внешнем поле 5.14x109 В/см поверхностное состояние Шокли на грани (001) смещается вверх вплоть до энергии +27 мэВ.
В работе Киейна [72] в рамках метода стабилизированного желе изучается отклик электронного распределения на электростатическое внешнее поле, приложенное к поверхности металла (см. рис. 1.9). Изменение позиции мнимой грани по мере изменения внешнего поля вычисляется самосогласованно (см. рис. 1.10). В противоположность предсказаниям вычислений желе, найденное расстояние мнимой грани от конца положительного фона возрастает с уменьшением средней электронной плотности в объеме металла.
В работе Киейна А. [73] используется метод функционала электронной плотности для изучения изменений в релаксационной решетке плотноупакованных граней элементарных металлов: Li, Na, Al, Cs, индуцированных отрицательным электрическим полем. Использовалась простая параметрическая формула плотности электронного профиля и проведены аналитические вычисления. Для типичных полей, используемых при эмиссиях, вычисления показали, что релаксация, обусловленная электрическим полем при учете зависимости от кристаллографической грани, возрастает до 21%.
Влияние электрического поля на поверхностные свойства сплавов изучены недостаточно по сравнению с чистыми металлами. Насколько нам известно, впервые эта задача рассматривалась в работах [74,75].
В работе Дигилова P.M., Созаева В.А. [74] в рамках формализма функционала электронной плотности и хемоеорбционной модели Ланга впервые обнаружено влияние электростатического поля на поверхностную сегрегацию грани (110) сплавов щелочных металлов Nai^Kx.
Показано, что в полях E~l(f В/см, направленных к поверхности металла, длина «хвоста» электронного распределения увеличивается, что