Электронные свойства ультратонких границ раздела металл-металл и металл-полупроводник

• Автор: Бенеманская, Галина Вадимовна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 279 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ЭЛЕКТРОННЫЕ СВОЙСТВА И КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛОВ, ПОЛУПРОВОДНИКОВ И ГРАНИЦ РАЗДЕЛА (обзор литературы)
1.1. Поверхность металлов
1.2. Теоретические и экспериментальные исследования
электронных свойств граней (100), (110), (111) XV
1.3. Границы раздела щелочной металл/ и щелочноземельный
металл / поверхность XV
1.4. Реконструированные поверхности 81(100)2x1 и 81(111)7x7
1.5. Границы раздела щелочной металл/БД 100)2x1 и / 81(111)7x7
1.6. Атомная и электронная структура поверхности ОаАэ( 100) и
границы раздела СяЛЗаАяОО)
1.7. Фотоэлектронная эмиссия как метод исследования
поверхности твердого тела и границ раздела
1.8. Выводы и постановка задачи
ГЛАВА II. ПОРОГОВАЯ ФОТОЭМИССИОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Пороговая фотоэмиссия
2.2. Теоретические основы пороговой фотоэмиссионной
спектроскопии
2.3. Применение пороговой фотоэмиссионной спектроскопии для исследования границ раздела металл-металл и металл-полупроводник
2.4. Экспериментальная установка и методика ПФС
2.5. Методика определения концентрации адсорбированных атомов и экспресс-анализ на наличие поверхностных зон вблизи уровня Ферми
2.6. Получение чистых граней У, реконструированных поверхностей
8х(111 )7х7 и БД 100)2х 1 и поверхности ОаАз( 100), обогащенной Иа
ГЛАВА III. ПОРОГОВАЯ ФОТОЭМИССИОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ ГРАНИЦ РАЗДЕЛА СэЛУ, ВаЛУ
3.1. Концентрационные зависимости фотоэмисии при возбуждении в- и р-
поляризованным светом
3.2. Спектры поверхностной фотоэмиссии при адсорбции Се
на гранях (100), (110) и (111)У
3.3. Электронная структура границы раздела Ва/У(110)
3.4. Модификация спектра поверхностных состояний
при адсорбции Сб и Ва на гранях У
3.5. Аномалии векторного фотоэффекта для поверхности металла
с субмонослойными покрытиями
3.6. Заключение
ГЛАВА IV. ЭЛЕКТРОННЫЕ СВОЙСТВА УЛЬТРАТОНКИХ ГРАНИЦ РАЗДЕЛА Се/Б! (100)2x1 И Ва/81 (100)2x1
4.1. Электронные свойства границы раздела Сб/81( 100)2х
4.2. Электронные свойства границы раздела Ва/81( 100)2x1
4.3. Формирование границ раздела на поверхностности 81(100)2x1
4.4. Заключение
ГЛАВА V ЭЛЕКТРОННЫЕ СВОЙСТВА ГРАНИЦ РАЗДЕЛА Св/81 (111)7x7 , К/81 (111)7x7 , Ва/81(111)7x7
5.1. Электронные свойства границы раздела С8/81( 111 )7х7
5.2. Последовательные переходы металл-изолятор-металл,
индуцированные адсорбцией К на поверхности 81(111)7x7
5.3. Электронные свойства границы раздела ВаЛйЦ 11)7x7
5.4. Обсуждение результатов
5.5. Заключение

ГЛАВА VI. ЭЛЕКТРОННЫЕ СВОЙСТВА ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА Сб/ОзАбООО)
6.1. Первая фаза адсорбции Сб на поверхности ваАБ (100), обогащенной Са
(до насыщающего покрытия )
6.2. Вторая фаза адсорбции Сб на поверхности ОаЛя (100)), обогащенной С а
( после насыщающего покрытия )
6.3. Заключение
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Автоэлектронная спектроскопия (FEES ) [ 48,49].
2. Нейтрализационная спектроскопия метастибилыно-возбужденных атомов (MDS) [50].
3. Фотоэмиссионная спектроскопия УФЭС (UPS) с использованием излучения в области от ближнего ультрафиолета до синхротронного излучения [39, 51,52, 53,54].
Первая работа по исследованию электронной структуры одиночных атомов Ва, Са и Sr, адсорбированных на различных гранях монокристалла W, выполнена Е. Пламмером и К.Янгом [48]. В работе использован метод автоэлектронной спектроскопии ( FEES - field electron energy spectroscopy). Исследована адсорбция при 0 ~ 10 -3 ML. При таких покрытиях можно считать, что адатомы не взаимодействуют между собой. В результате приложения сильного внешнего электрического поля 109 В/см ( 10 В/А ) происходит понижение барьера и появление авто эмиссионного тока. Регистрировалось энергетическое распределение автоэмиттированных электронов. Для выделения эффекта, связанного с адсорбцией, введена величина усиления R(E), которая равна отношению энергетических распределений электронов, зарегистрированных при адсорбированном барии и для чистой поверхности W. Для адсорбции Ва особенности на кривых R(E) были связяны с туннелированием через возбужденные уровни: 'S, 'D и 3D. Это дало возможность определить ряд параметров для одиночного адатома Ва: Г-полуширину уровня, Ei
положение уровня относительно уровня Ферми, приведенное к нулевому приложенному полю. Так для 'S-уровня: Г = 0.75эВ, Ео = 0.15 эВ; для ]D: Г = 0.1эВ, Ei = О.ЗэВ; для 3D : Г =0.1эВ, Ег = 0.55 эВ.
Однако исследования электронной структуры границ раздела методом автоэлектронной спектроскопии не нашло достаточного широкого распространения. Это связано, во-первых, с использованием острий , а не плоских монокристаллических поверхностей и , во-вторых, с тем, что в рассматриваемом методе система исследуется в сильном электрическом поле, что существенно искажает электронный спектр и понижает достоверность результатов.
Электронная структура системы К/Си(100) при малых покрытиях ( 0.04 < © < 0.16 ) исследована методом нейтрализации метастабильных возбужденных атомов Не* (MDS -metastable deexcitation spectroscopy ) [50]. Эксперимент заключается в том, что монокристалл с нанесенной на него субмонослойной пленкой адсорбата облучается атомами Не*. При взаимодействии адсорбционной системы с Не* происходит Оже-релаксация, которая приводит к релаксации атома Не* и вылету электрона. Регистрируется энергетическое распределение вылетевших электронов. Появление нового пика в