Влияние диэлектрической среды на межфазные характеристики низкоразмерных металлических систем

• Автор: Яганов, Дамир Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 173 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
ВВЕДЕНИЕ
1. ЗАВИСИМОСТЬ ПОВЕРХНОСТНЫХ СВОЙСТВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ ОТ РАЗМЕРОВ ОБРАЗЦОВ И АДСОРБИРОВАННЫХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ
1.1. Некоторые важнейшие термодинамические соотношения физики низкоразмерных систем
1.2. Электронные теории размерных эффектов поверхностных свойств чистых металлов
1.3. Электронные теории размерных эффектов поверхностных свойств металлических сплавов
1.4. Влияние диэлектрических покрытий на межфазную энергию и работу выхода электрона пленок и микрочастиц металлов и сплавов выводы
2. ВЛИЯНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СРЕДЫ НА ПОВЕРХНОСТНЫЕ СВОЙСТВА НИЗКОРАЗМЕРНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ: МИКРОЧАСТИЦ, ПЛЕНОК, ТОНКИХ НИТЕЙ
2.1. Межфазная энергия и сегрегация в системе диэлектрик - пленка сплава - диэлектрик
2.2. Влияние диэлектрической среды на поверхностную энергию микрочастиц металлических сплавов
2.3. Межфазная энергия на границе тонкая металлическая нить -диэлектрическая среда
ВЫВОДЫ
3. ВЛИЯНИЕ СУБМОНОСЛОЙНЫХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ НА ПОВЕРХНОСТНЫЕ СВОЙСТВА НИЗКОРАЗМЕРНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ
3.1. Поверхностная энергия, работа выхода электрона и поверхностный состав тонких пленок бинарных сплавов щелочных металлов с субмонослойными диэлектрическими покрытиями
3.2. Влияние субмонослойных диэлектрических покрытий на поверхностную энергию и работу выхода микрочастиц металлических сплавов
3.3. Влияние субмонослойных диэлектрических покрытий на поверхностную энергию и работу выхода металлических нитей
ВЫВОДЫ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Влияние диэлектрической среды, а также тонких адсорбированных и нанесенных диэлектрических пленок на межфазные характеристики металлических сплавов изучалось в ряде работ [1-8]. При этом сплав моделировался в виде полубесконечной среды. Низкоразмерные же металлические системы с субмонослойными покрытиями в литературе изучены недостаточно [9-11], в частности, недостаточно данных то составу и структуре межфазных границ, степени влияния адсорбированных субмонослойных покрытий на поверхностные свойства низкоразмерных металлических систем.
Вместе с тем, подобные системы используются в качестве ультрадисперсных катализаторов, армирующих компонентов металлокерамических композиционных материалов, активных и пассивных элементов изделий микро- и наноэлектроники, химических источников тока, термо- и фотокатодов, в генной инженерии и т.д. Поэтому знание межфазных характеристик низкоразмерных металлических систем: микрочастиц, пленок, тонких нитей металлических сплавов представляет значительный практический интерес.
Надежные методы оценки межфазной энергии и работы выхода позволят разрабатывать новые методы диагностики поверхностных свойств в различных изделиях электроники, в том числе и методами туннельной и атомно-силовой микроскопии, а надежные методы оценки концентрации примесей на межфазных границах необходимы при конструировании новых металлических материалов с заранее заданными свойствами [12].
Одним из возможных, эффективных подходов к изучению межфазных явлений металлических систем с пониженной размерностью является метод функционала электронной плотности [13,14].
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Цель работы заключается в установлении закономерностей влияния диэлектрической среды (субмонослойных

Отрицательная поправка к удельной поверхностной энергии была получена и в работе [90]. Значения 8 в формуле у = у°(1-5/К) лежат в пределах 0.426йг0 для натрия до 0.983ао для цезия.
В двухкомпонентной модели металлической капли [84,91,92] получено выражение для поправки к поверхностному натяжению. Поправка 8 к поверхностному натяжению может быть выражена через характеристики плоской поверхности. Величина 8 оказалась положительной.
В работах [93,94] с использованием однопараметрической пробной функции для электронного распределения на межфазной границе, полученной из решения линеаризованного уравнения Томаса-Ферми, проведены самосогласованные расчеты поверхностной энергии и работы выхода электрона металлических пленок щелочных металлов. Результаты расчетов показали, что с уменьшением толщины пленок поверхностная энергия уменьшается, а работа выхода электрона увеличивается. При больших толщинах ПЭ и РВЭ стремятся к своему значению для массивного металла. Также показано [94], что с увеличением диэлектрической проницаемости подложки ПЭ увеличивается. В то же время известно, что с увеличением диэлектрической проницаемости среды усиливается эффект вытягивания «хвоста» электронного распределения в диэлектрическую среду, что должно, наоборот, приводить к снижению ПЭ. Недостатком расчетов [93,94] является то, что пробные функции для электронного распределения, как и распределения потенциала, получены из линеаризованного уравнения Ферми и уже при линеаризации допускаются существенные приближения по сравнению с уравнением Пуассона. Кроме этого, при расчетах ПЭ не учитывалась гиббсова граница раздела.
В работах [95-97] был использован подход, в котором работа выхода отождествляется с усредненной орбитальной электроотрицательностью. Из результатов расчетов работы выхода в зависимости от размера частиц Аи (ГЦК) и ¥ (ОЦК) видно, что независимо от формы и структуры частиц в