Отражение медленных электронов от графена на грани (110)Mo

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: 20.04.2015. Скачать: PDF

Изучено влияние сегрегации углерода на нагретой в сверхвысоком вакууме атомно-чистой поверхности Мо(110) на отражение медленных (0—50 эВ) электронов методом спектроскопии полного тока (СПТ) и работу выхода $\varphi$ методом контактной разности потенциалов. В процессе отжига при $Т_{отж}$ = 1400—2000 К величина $\varphi$ плавно снижается на $\Delta \varphi$ = 0,18 эВ (до 4,82 $\pm$ 0,02 эВ), что сопровождается монотонным сдвигом двух основных минимумов в СПТ навстречу друг другу на $\Delta E$ = 1,2 эВ до значений $Е$ = 4,8 и 12,5 эВ, характерных для возбуждения в графене плазмонов в $\pi$-зоне проводимости и ($\pi + \sigma$)-валентной зоне соответственно. Минимумы свидетельствуют об эмиссии электронов в обратном направлении; их сдвиги вызваны смещением энергии $\pi$-зоны проводимости вверх, а $\sigma$-валентной зоны – вниз. Отжиг при $Т_{отж}$ = 2200—2700 К не изменяет значение $\varphi$ и все параметры СПТ, а состояние такой поверхности становится термодинамически стабильным для графена на Мо(110). Последний увеличивает число пиков отражения электронов от трёх до пяти и снижает в несколько раз коэффициент их отражения, который спадает практически до нуля при повышении $Е$.

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

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v37/i09/1183.html

PACS: 65.40.gh,68.35.B-,68.35.Dv,68.47.De,68.49.Jk,68.65.Pq,73.22.Pr,81.05.ue


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. A. K. Geim, Science, 324, No. 5934: 1530 (2009). Crossref
  2. 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
  3. Y. Zhang, Y. W. Tan, H. L. Stormer, and P. Kim, Nature, 438: 201 (2005). Crossref
  4. A. K. Geim and K. S. Novoselov, Nature Mater., 6: 183 (2007). Crossref
  5. G. Giovannetti, P. A. Khomyakov, G. Brocks, V. M. Karpan, J. Van den Brink, and P. J. Kelli, Phys. Rev. Lett., 101: 026803 (2008). Crossref
  6. C. Ю. Давыдов, Физика и техника полупроводников, 45: 1102 (2011).
  7. S. Hagstrom, H. B. Lyon, and G. A. Somorjai, Phys. Rev. Lett., 15: 491 (1965). Crossref
  8. H. B. Lyon and G. A. Somorjai, J. Chem. Phys., 46: 2539 (1967). Crossref
  9. A. E. Morgan and G. A. Somorjai, Surf. Sci., 12: 405 (1968). Crossref
  10. J. W. May, Surf. Sci., 17: 267 (1969). Crossref
  11. J. T. Grant and T. W. Haas, Surf. Sci., 21: 76 (1970). Crossref
  12. S. Y. Zhou, G. H. Gweon, A. V. Fedorov, P. N. First, W. A. de Heer, D. H. Lee, F. Guinea, A. H. Castro Neto, and A. Lanzara, Nature Mater., 6: 770 (2007). Crossref
  13. A. Reina, X. Jia, J. Ho, D. Nezich, H. Son, V. Bulovic, M. S. Dresselhaus, and J. Kong, Nano Lett., 9: 30 (2009). Crossref
  14. H. Cao, Q. Yu, D. Pandey, R. Colby, D. Pandley, C. S. Park, J. Lian, D. Zemlianov, I. Childres, V. Drachev, E. A. Stach, M. Hussian, H. Li, S. S. Pei, and Y. P. Chen, J. Appl. Phys., 107: 044310 (2010). Crossref
  15. C. Shelton, H. R. Patil, and J. M. Blakely, Surf. Sci., 43: 493 (1974). Crossref
  16. M. Eizenberg and J. M. Blakely, Surf. Sci., 82: 228 (1979). Crossref
  17. J. C. Hamilton and J. M. Blakely, Surf. Sci., 91: 199 (1980). Crossref
  18. Н. Р. Галль, Н. П. Лавровская, Е. В. Рутьков, А. Я. Тонтегоде, ЖТФ, 74, № 2: 105 (2004).
  19. K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, and A. A. Firsov, Science, 306: 666 (2004). Crossref
  20. B. Wang, Ya. Zhang, Zh. Chen, Y. Wu, Zh. Jin, Xi Liu, Li. Hu, and G. Yu, Mat. Lett., 93:165 (2013). Crossref
  21. J. Wintterlin and M. L. Bocquet, Surf. Sci., 603: 1841 (2009). Crossref
  22. A. Nagashima, N. Tejima, and C. Oshima, Phys. Rev. B, 50: 17487 (1994). Crossref
  23. A. Gruneis and D. V. Vyalikh, Phys. Rev. B, 77: 193401 (2008). Crossref
  24. Y. S. Dedkov, M. Fonin, U. Rudiger, and C. Laubschat, Phys. Rev. Lett., 100: 107602 (2008). Crossref
  25. T. Seyller, K. V. Emtsev, K. Gao, F. Speck, L. Ley, A. Tadich, L. Broekman, J. D. Riley, R. C. G. Leckey, O. Rader, A. Varykhalov, and A. M. Shikin, Surf. Sci., 600: 3906 (2006). Crossref
  26. S. Sahoo, T. Kontos, J. Fuber, C. Hoffmann, M. Graeber, A. Cottet, and C. Schoenenberger, Nature Phys., 1: 99 (2005). Crossref
  27. N. Tombros, C. Jozsa, M. Popincluc, H. T. Jonkman, and B. J. Wees, Nature, 448: 571 (2007). Crossref
  28. C. Berger, Z. Song, X. Li, X. Wu, N. Brown, C. Naud, D. Mayou, T. Li, J. Hass, A. Marchenkov, E. Conrad, P. N. First, and W. A. Heer, Science, 312: 1191 (2006). Crossref
  29. I. Pletikosic, M. Kralj, P. Pervan, R. Brako, J. Coraux, A. T. N’Diaye, C. Busse, and T. Michely, Phys. Rev. Lett., 102: 056808 (2009). Crossref
  30. P. W. Sutter, J.-I. Flege, and E. A. Sutter, Nature Mater., 7: 406 (2008). Crossref
  31. Е. В. Рутьков, Н. Р. Галль, ФТТ, 51, № 8: 1639 (2009).
  32. В. И. Силантьев, Н. А. Шевченко, Высокочистые вещества, 4: 197 (1988).
  33. М. М. Нищенко, С. В. Смольник, Н. А. Шевченко, Металлофиз. новейшие технол., 37, № 1: 67 (2015). Crossref
  34. R. L. Gerlach, Surf. Sci., 28, No. 2: 648 (1971). Crossref
  35. Б. Я. Меламед, В. И. Силантьев, Н. А. Шевченко, Физические методы исследования металлов (Киев: Наукова думка: 1981).
  36. И. Я. Дехтяр, Б. Я. Меламед, В. И. Силантьев, Н. А. Шевченко, Поверхность, 8: 55 (1982).
  37. С. А. Комолов, Интегральная вторично-электронная спектроскопия поверхности (Ленинград: Изд. Ленинградского университета: 1986).
  38. D. D. Koelling, F. M. Mueller, A. J. Arko, and J. B. Ketterson, Phys. Rev. B, 10: 4889 (1974). Crossref
  39. В. Е. Борисенко, А. И. Воробьёва, Е. А. Уткина, Наноэлектроника (Москва: БИНОМ: 2009).
  40. В. П. Драгунов, И. Г. Неизвестный, В. А. Гридчин, Основы наноэлектроники (Москва: Лотос: 2006).
  41. И. М. Бронштейн, Б. С. Фрайман, Вторичная электронная эмиссия (Москва: Наука: 1969).
  42. Д. Пайнс, Успехи физических наук, 62: 4 (1957).
  43. M. M. Brzhezinskaya and E. M. Baitinger, Trends in Carbon Nanotube Research (New York: Nova Science Publishers, Inc.: 2005).
  44. M. H. Gass, U. Bangert, A. L. Bleloch, P. Wang, R. R. Nair, and A. K. Geim, Nature Nanotechnology, 3: 676 (2008). Crossref
  45. Yu. M. Shul’ga, V. I. Rubtsov, and A. S. Lobach, Z. Phys. B. Condensed Matter, 93, No. 3: 327 (1994). Crossref