Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Киселев В.Ф. -> "Основы физики поверхности твердого тела " -> 78

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 .. 72 73 74 75 76 77 < 78 > 79 80 81 82 83 84 .. 128 >> Следующая

энергетические уровни собственных ПЭС расположены вне запрещенной зоны
объемных состояний.
Те же теоретические методы (метод сильной связи и кластерные) были
применены и к расчетам энергетического спектра ПЭС металлов. В простых
металлах с широкими s и p-зонами расчеты, проведенные методом ЛКАО
(линейные комбинации атомных орбиталей) предсказывают появление зоны
шоклиевских ПЭС вблизи поверхности Ферми. Следует отметить, что имеется
хорошее согласие между расчетами в приближении ЛКАО и моделью желе (см.
п. 1.1.1). Дискретность ионного остова мало влияет на спектр ПЭС.
Другая ситуация имеет место в переходных металлах, свойства которых в
основном определяются узкими ^-зонами. За формирование электронного
спектра поверхности ответственны как локализованные на d (/)-орбиталях
электроны, так и свободные электроны. Симметрия локализованных
электронных состояний на поверхности иная, чем в объеме. Общее
представление об их симметрии дает теория кристаллического поля - см. п.
4.4.5. и рис. 4.16. Свободные электроны экранируют заряды этих состояний
и оказывают влияние на заселенность связывающих и антисвязывающих
орбиталей. В спектрах УФС УР иногда обнаруживается несколько подзон ПЭС,
в числе которых зоны, происходящие от объемных состояний, и почти
невозмущенные атомные rf-орбитали, направленные в вакуум. Последние
играют важнейшую роль в химических свойствах атомарночистых поверхностей
переходных металлов.
В ряде случаев по своему виду интегральный энергетический спектр ПЭС
(см., например, спектр с атомарно-чистой поверхности Si(lll)) удивительно
напоминает квазинепрерывные спектры ПЭС на реальных неупорядоченных
поверхностях Ge и Si - на них также наблюдаются размытые экстремумы
дефектов, свойственные неупорядоченной системе. Мысль, что атомарно-
чистая поверхность в той или иной степени разупорядочена, подтверждается
и рядом рассмотренных выше независимых данных (о ее многодоменности см.
п.5.1.1). С этой точки зрения весьма спорной является привязка спектра
собственных ПЭС (например, на рис. 5.12) к зонам Бриллю-эна кристалла и
его поверхности - рис.5.13. Образование последних целиком связано с
симметрией волновых функций, которая нарушена (или полностью отсутствует)
на частично неупорядоченной поверх-
174
Глава 5
Е, эВ
Рис.5.12. о. Геометрия проведения эксперимента методом УФС УР б.
Экспериментальные кривые распределения фотоэмиттированных электронов по
энергиям связи для поверхности Cu(lll) при различных углах регистрации 9.
Правый пик связан с собственными ПЭС, левый - с несобственными,
созданными при очистке поверхности ионами аргона. Энергия квантов 11,8 эВ
[22]
Рис.5.13. о. Дисперсионное соотношение для ПЭС на поверхности Cu(lll).
Сплошная линия - параболическая аппроксимация; заштрихованная область -
проекция объемных разрешенных зон на поверхность, б. Поверхностная зона
Бриллюэна для Cu( 111) с характерными точками и кристаллографическими
направлениями [22]
ности. По видимому, рис.5.13 отражает взаимосвязь ПЭС с некоторыми
"реликтами" бриллюэновской зонной структуры в самой глубине
анализируемого слоя кристалла (=1 нм), где еще сохраняется порядок,
свойственный объему. Те же соображения относятся и к вводимым теоретиками
понятиям о 2D-30Hax, о которых мы упоминали в п.3.1.1, собственных (а
иногда их относят и к несобственным) ПЭС. В условиях разупорядоченной
поверхности и нарушения симметрии волновых функций реальность образования
двумерных зон вызывает определенные сомнения. Однако, несмотря на
условность расчета дисперсионных кривых Е(кр) (например, рис.5.13) эти
оценки качественно правильно подтверждают идею Шокли о рождении
локализованных состояний на поверхности кристалла из его объемных
разрешенных зон.
Вышесказанное относится к макроскопическим поверхностям, исследуемым
фотоэмиссионными методами. Нет сомнения, что
Природа атомарно-чистых поверхностей твердого тела
175
на отдельных элементах поверхности, например, в силу самоорганизации
отдельных доменов могут возникать кластеры с периодической структурой.
Об этом прямо говорит сам факт дифракции. Ряд исследователей наблюдали
интерференционные полосы на нанометрических фрагментах поверхности
полупроводников и металлов (см., например, рис.5.14).
Таким образом, несмотря на кажущуюся простоту объекта, исследования
атомарно-чистых поверхностей пока дают значительно меньше информации о
природе ПЭС и их взаимодействии с носителями заряда полупро-водника
(металла) и с атомами и молекулами окружающей среды, чем эксперименты с
реальными поверхностями, плотность ПЭС на которых ниже и имеются широкие
возможности управлять их параметрами.
Теоретические расчеты энергетического спектра атомарночистых
поверхностей, естественно, проводятся для однородной идеальной
монодоменной структуры и содержат ряд допущений модельного характера.
Критерием правомерности тех или иных схем расчета обычно считают согласие
с данными фотоэлектронной спектроскопии. При этом часто не учитывают двух
Предыдущая << 1 .. 72 73 74 75 76 77 < 78 > 79 80 81 82 83 84 .. 128 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed