Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Киселев В.Ф. -> "Основы физики поверхности твердого тела " -> 65

Основы физики поверхности твердого тела - Киселев В.Ф.

Киселев В.Ф., Козлов С.Н., Зотеев А.В. Основы физики поверхности твердого тела — М.: МГУ, 1999. — 284 c.
Скачать (прямая ссылка): osnovifizikipoverhnostitverdogotela1999.djvu
Предыдущая << 1 .. 59 60 61 62 63 64 < 65 > 66 67 68 69 70 71 .. 128 >> Следующая

различной симметрии (б): куб (1), тетраэдр (2), сфера (3), октаэдр (4),
октаэдр или квадратная пирамида (5), слабое тетрагональное искажение (6)
и квадрат (7) [Р10, Р16]
В тех случаях, обнаружили СТС, что позволило уточнить наши представления
о строении атомарно-чистых поверхностей этих полупроводников [Р18]. когда
ядра парамагнитных атомов обладают собственным магнитным моментом, в
спектре ЭПР возникает сверхтонкая структура (СТС) за счет дополнительного
зеемановского расщепления уровней в магнитном поле ядра. Количество
компонент СТС равно 21Я(1Я + 1), где 1Я - спиновое число ядра.
Исследования СТС парамагнитных центров в строго упорядоченном объеме
кристалла дает уникальную информацию о симметрии волновых функций
неспаренных электронов, о степени переноса электронной плотности между
атомами, определяющими ковалентность химических связей, и о
характеристиках ядерных магнитных полей. В неупорядоченной поверхностной
фазе информативность СТС, естественно, ниже, но константы расщепления все
равно позволяют более определенно судить о конфигурации парамагнитных
атомов на поверхности.
Экспериментальные исследования структуры а свойств поверхности.
145
Так, исследуя спектры ЭПР оборванных связей на поверхности
кристаллического и аморфного кремния, обогащенного изотопом Si29 (1Я =
1/2), ряд исследователей обнаружили СТС, что позволило уточнить наши
представления о строении атомарно-чистых поверхностей этих
полупроводников [Р18].
Ширина АН и форма линии поглощения ЭПР несут информацию как о
взаимодействии парамагнитных центров друг с другом, так и о их топографии
на поверхности. В случае отсутствия заметной зависимости АП от
температуры имеет место диполь-дипольный механизм уширения линии. В этом
случае теория предсказывает линейную зависимость АНтеоР от концентрации
парамагнитных центров Ns в случае их однородного распределения
д ffmeop = Дтеор . > (4 } 7)
где Ате°Р = 1,3-10~13 см2 • Гс. Исследования зависимости ширины линии
АНэксп от концентрации парамагнитных центров на поверхности (ионов Ti3+
на поверхности восстановленного TiCb) показали, что при Ns > 51013 см-2
ДНэксп более чем на порядок выше АНте°Р (=1 Гс). Это расхождение
свидетельствует о кластерном распределении ионов Ti3+ на поверхности. Их
локальная концентрация в кластере
NfK = Ns ¦ (АНэксп / АНтеор) (4.18)
много больше средней (Ns). В области изменения Ns до 31013 см~2 рост
концентрации дефектов происходит за счет увеличения числа кластеров при
постоянстве Ns10K и, следовательно, ДНэксп. Средний размер кластеров = 1
нм, а расстояние между ними ~ 10 нм. Дальнейший рост дефектности связан
как с ростом Ns,0K так и размеров кластеров.
Предложенный путь исследования топографии дефектов может оказаться
достаточно универсальным. При отсутствии собственных парамагнитных
дефектов дополнительная информация о поверхности может быть получена
путем адсорбции на поверхности спиновых меток (радикалов или ион-
радикалов) - парамагнитных зондов.
4.4.6. у-резонансные методы. Полезную информацию о внут-
рикристаллических полях и распределении электронной плотности вблизи
дефектов дают исследования аннигиляции позитронов в твердом теле. При
столкновении медленных позитронов (е+) с электронами вещества образуются
две короткоживущие частицы: ортопозитроний (спины е+ и е~ параллельны) и
парапозитроний (спины анти-параллельны). Уровень последнего на 810'4 эВ
ниже уровня ортопозитрония. На переходы между ними влияют
внутрикристаллические электрические и магнитные поля. Через 1,25- КГ10 с
парапозитроний аннигилирует с испусканием двух у-квантов, а
ортопозитроний - через 1,4-10"7 секунд с испусканием трех у-квантов.
Измерения скорости аннигиляции, углов выхода у-квантов и доплеровских
смещений
146
Глава 4
позволяют определить распределение электронной плотности вблизи дефекта.
Так, в восстановленном рутиле вероятность обнаружения неспаренного
электрона иона Ti3+ равномерно распределена между ионом и соседней
вакансией, что хорошо согласуется с параметрами СТС спектров ЭПР.
Исследования углового распределения аннигиля-ционных фотонов позволило
получить новую ценную информацию о строении пленок аморфного кремния,
нанесенных на монокристалл Si. Позитронные микроскопы уже внедряются в
технологию микроэлектроники (Раков, Новиков).
В случае твердых тел, имеющих в своем составе значительную концентрацию
мессбауэровских ядер (57Fe, ll9Sn, l2lSb и др.), для определения
электронной структуры поверхностных атомов применялась у-резонансная
ядерная спектроскопия. Однако ее чувствительность весьма невелика,
поэтому требуются специально приготовленные дисперсные образцы с развитой
внешней поверхностью.
4.4.7. Масс-спектроскопические методы. Остановимся, наконец, еще на
одном распространенном способе анализа химического состава поверхностной
фазы твердого тела - масс-спектроскопии продуктов термодесорбции (ТД).
Частицы, адсорбированные на поверхности, характеризуются определенной
Предыдущая << 1 .. 59 60 61 62 63 64 < 65 > 66 67 68 69 70 71 .. 128 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed