Отражение медленных электронов от графена на грани (110)W

М. М. Нищенко, С. В. Смольник, Н. А. Шевченко

Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина

Получена: 15.07.2014. Скачать: PDF

Методами спектроскопии полного тока и контактной разницы потенциалов в варианте Андерсона изучалось влияние ступенчатого нагрева в диапазоне 1300—2800 К в вакууме до $5\cdot10^{10}$ Па на работу выхода $\varphi$ и отражение медленных электронов ($Е = 0-50$ эВ) от грани (110)W. Установлено, что при 2400К на ней формируется монослой углерода (графен) с $\varphi = 5,08 \pm 0,02$ эВ в результате сегрегации его из объёма. Повышение температуры до 2800 К и обработка в кислороде удаляют углерод, и образуется атомарно-чистая грань (110)W с $\varphi = 5,30$ эВ. Наблюдаются пики коэффициента отражения электронов от этих поверхностей. Установлено, что их энергетическое положение (Е) пропорционально квадрату порядкового номера (n) пика, что объясняется квантово-размерными эффектами при надбарьерном отражении электронов. Для грани (110)W наблюдается 3 пика, интенсивности которых с ростом n убывают от 45% до 18%, а для графена на ней – 6 пиков (при этом интенсивности первых двух падают до 10%).

Ключевые слова: графен, работа выхода, коэффициент отражения электронов, спектроскопия полного тока.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v37/i01/0067.html

PACS: 64.75.St, 65.40.gh, 68.47.De, 68.49.Jk, 68.65.Pq, 73.30.+y, 81.05.ue


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. A. A. Balandin, S. Ghosh, W. Bao, I. Calizo, D. Teweldebrhan, F. Miao, and C. Ning Lau, Nano Lett., 8: 902 (2008). Crossref
  2. Zh. Chen, Yu-M. Lin, M. J. Rooks, and Ph. Avouris, Phys. E, 40: 228 (2007). Crossref
  3. H. Shioyama, J. Mater. Sci. Lett., 20: 499 (2001). Crossref
  4. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц, Статистическая физика (Москва: Физматлит: 2001).
  5. K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, and A. A. Firsov, Science, 306: 666 (2004). Crossref
  6. K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, M. I. Katsnelson, I. V. Grigorieva, S. V. Dubonos, and A. A. Firsov, Nature, 438: 197 (2005). Crossref
  7. А. М. Шикин, А. Г. Рыбкин, Д. Е. Марченко, А. А. Попова, А. Ю. Варыхалов, О. Радер, Российские нанотехнологии, 6, № 9–10: 114 (2011).
  8. M. Eizenberg and J. M. Blakely, Surf. Sci., 82: 228 (1979). Crossref
  9. J. C. Hamilton and J. M. Blakely, Surf. Sci., 91: 199 (1980). Crossref
  10. E. Gillet, J. Less-Common Met., 71: 277 (1980). Crossref
  11. Н. Р. Галль, С. Н. Михайлов, Е. В. Рутьков, А. Я. Тонтегоде, Поверхность. Физика, химия, механика, № 8: 58 (1986).
  12. Е. В. Рутьков, А. Я. Тонтегоде, ЖТФ, 52, № 5: 921 (1982).
  13. Е. В. Рутьков, ЖТФ, 63, № 3: 122 (1993).
  14. R. P. Merrill and D. L. Smith, Surf. Sci., 21: 203 (1970). Crossref
  15. J. T. Grant and T. W. Haas, Surf. Sci., 21: 76 (1970). Crossref
  16. В. Н. Агеев, Е. В. Рутьков, А. Я. Тонтегоде, Н. А. Холин, Физика твёрдого тела, 24, № 3: 780 (1982).
  17. Н. Р. Галль, М. С. Кобрин, С. Н. Михайлов, Е. В. Рутьков, А. Я. Тонтегоде, Поверхность. Физика, химия, механика, № 9: 21 (1984).
  18. R. Rosei, M. De Cresceczi, F. Sette, C. Quaresima, A. Savoia, and P. Perfetti, Phys. Rev. B, 28: 1161 (1983). Crossref
  19. Hu Zi-Pu, D. F. Ogletree, M. A. Van Hove, and G. A. Somorjai, Surf. Sci., 180: 433 (1987). Crossref
  20. A. Ya. Tontegode, Prog. Surf. Sci., 38: 201 (1991). Crossref
  21. Н. Д. Потехина, Поверхность. Физика, химия, механика, № 4: 14 (1987).
  22. Е. В. Рутьков, Н. Р. Галль, Физика твёрдого тела, 51, № 8: 1639 (2009).
  23. В. И. Силантьев, Н. А. Шевченко, Б. Я. Меламед, Український фізичний журнал, 24, № 8: 1227 (1979).
  24. В. И. Силантьев, Н. А. Шевченко, Высокочистые вещества, 4: 197 (1988).
  25. Б. Я. Меламед, В. И. Силантьев, Н. А. Шевченко, Физические методы исследования металлов (Киев: Наукова думка: 1981).
  26. С. А. Комолов, Интегральная вторично-электронная спектроскопия поверхности (Ленинград: Изд. Ленинградского университета: 1986).
  27. В. Е. Борисенко, А. И. Воробьёва, Е. А. Уткина, Наноэлектроника (Москва: БИНОМ: 2009).
  28. В. П. Драгунов, И. Г. Неизвестный, В. А. Гридчин, Основы наноэлектроники (Москва: Лотос: 2006).
  29. И. М. Бронштейн, Б. С. Фрайман, Вторичная электронная эмиссия (Москва: Наука: 1969).
  30. Ю. А. Кухаренко, С. А. Фридрихов, Поверхность. Физика, химия, механика, № 1: 43 (1982).