Відбивання повільних електронів від графену на поверхні (110)Mo

М. М. Нищенко, С. В. Смольник, М. Я. Шевченко

Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна

Отримано: 20.04.2015. Завантажити: PDF

Вивчено вплив сеґреґації вуглецю на нагрітій у надвисокому вакуумі атомово-чистій поверхні Mo(110) на відбивання повільних (0—50 еВ) електронів методою спектроскопії повного струму (СПС) і роботу виходу $\varphi$ методою контактної ріжниці потенціялів (КРП). У ході відпалу при $Т_{відп}$ = 1400—2000 К величина $\varphi$ плавно знижується на $\Delta \varphi$ = 0,18 еВ (до 4,82 $\pm$ 0,02 еВ), що супроводжується монотонним зсувом двох основних мінімумів у СПС назустріч один одному на $\Delta E$ = 1,2 еВ до значень $Е$ = 4,8 и 12,5 еВ, характерних для збудження у графені плазмонів у $\pi$-зоні провідности та ($\pi + \sigma$)-валентній зоні відповідно. Мінімуми свідчать про емісію електронів у зворотньому напрямку; їхні зсуви спричинено зміщенням енергії $\pi$-зони провідности вгору, а $\sigma$-валентної зони – вниз. Відпал при $Т_{відп}$ = 2200—2700 К не змінює значення $\varphi$ і всі параметри СПС, а стан такої поверхні стає термодинамічно стабільним для графену на Мо(110). Останній збільшує кількість піків відбивання електронів від трьох до п’ятьох і понижує в декілька разів коефіцієнт їхнього відбивання, який спадає практично до нуля з підвищенням $Е$.

Ключові слова: графен, робота виходу, коефіцієнт відбиття електронів, спектроскопія повного струму.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/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


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  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