Исследование гетеронаносистем металл–полупроводник Ni$_x$InSe (0001)

П. В. Галий$^{1}$, Т. М. Ненчук$^{1}$, А. Цижевский$^{2}$, П. Мазур$^{2}$, И. Р. Яровец$^{1}$, О. Р. Дверий$^{3}$

$^{1}$Львовский национальный университет имени Ивана Франко, ул. Университетская, 1, 79000 Львов, Украина
$^{2}$Университет Вроцлава, Институт экспериментальной физики, пл. Макса Борна, 9, 50-204 Вроцлав, Польша
$^{3}$Национальная академия сухопутных войск имени гетмана Петра Сагайдачного, ул. Героев Майдана, 32, 79012, Украина

Получена: 18.06.2017. Скачать: PDF

С помощью методов сканирующей туннельной микроскопии и спектроскопии (СТМ/СТС) установлено, что слоистый кристалл InSe, интеркалированный никелем, является гетеронаносистемой — слой-пакетом InSe, который чередуется с никелем, находящимся в мелкодисперсной фазе в междуслоевой щели. С целью анализа степени «металличности» поверхности скалывания использован массив данных СТС, полученных в режиме CITS (current imaging tunnelling spectroscopy). По существенно различному поведению вольт-амперных кривых для металла и полупроводника в локальных точках анализа на поверхности скалывания, полученных в диапазоне напряжений смещения, которые соответствуют запрещённой зоне полупроводника, предложен метод расчёта относительных концентраций металла на поверхности скалывания. Проанализированы ограничения такого метода оценки относительных концентраций. Установлено, что величина относительной концентрации никеля в междуслоевой щели для систем Ni$_x$InSe может достигать около 2%, учитывая особенности получения поверхностей скалывания для слоистого кристалла. С целью установления структурных характеристик никеля использован СТМ-анализ с высоким пространственным разрешением с последующей 2$D$-FFT-фильтрацией и высотным профилированием полученных изображений. Анализ соответствующих периодичностей позволил установить формирование двухмерной квадратной решётки в отдельных наномасштабных областях поверхности.

Ключевые слова: сканирующая туннельная микроскопия, сканирующая туннельная спектроскопия, локальная плотность состояний, слоистый кристалл, интеркаляция металла, гетеронаноструктуры.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v39/i07/0995.html

PACS: 68.37.Ef, 68.47.De, 68.47.Fg, 68.65.Ac, 71.20.Tx, 73.20.At, 75.70.Cn, 81.16.Dn


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. P. V. Galiy, P. Mazur, A. Ciszewski, I. R. Yarovets, T. M. Nenchuk, F. Simon, Ya. M. Buzhuk, and Ya. L. Fomenko, J. Nano- Electron. Phys., 8, No. 1: 01012 (2016) (in Ukrainian).
  2. S. Yoshida, Yu. Kobayashi, R. Sakurada, S. Mori, Y. Miyata, H. Mogi, T. Koyama, O. Takeuchi, and H. Shigekawa, Sci. Rep., 5: 14808 (2015). Crossref
  3. J. M. Stakhira, N. K. Tovstjuk, V. L. Fomenko, V. M. Tsmots, and A. N. Shchupljak, Fiz. Tekh. Poluprovodn., 45, No. 10: 1308 (2011) (in Russian).
  4. Ya. M. Buzhuk, L. S. Demkiv, J. M. Stakhira, N. K. Tovstyuk, and V. L. Fomenko, Novi Tekhnologii, 2, No. 28: 68 (2010) (in Ukrainian).
  5. I. Horcas, R. Fernandez, J. M. Gomez-Rodríguez, J. Colchero, J. Gomez-Herrero, and A. M. Baro, Rev. Sci. Instrum., 78: 013705 (2007). Crossref
  6. R. Addou and R. M. Wallace, ACS Appl. Mater. Interfaces, 8, No. 39: 26400 (2016). Crossref
  7. S. Asano, H. Fujitani, and M. Tsukada, Theoretical Approaches to Metal–Semiconductor Interfaces. Metal–Semiconductor Interfaces (Ed. A. Hiraki) (Ohmsha, Japan: IOS Press: 1995), p. 1.
  8. Y. Zhirko, V. Trachevsky, and Z. Kovalyuk, On the Possibility of Layered Crystals Application for Solid State Hydrogen Storages—InSe and GaSe Crystals. Hydrogen Storage (Ed. J. Liu) (InTech: 2012), Ch. 9. Crossref
  9. J. Taylor, Inst. Metals, 77: 585 (1950).