Дослідження наногетеросистем метал–напівпровідник Ni$_x$InSe (0001)

П. В. Галій$^{1}$, Т. М. Ненчук$^{1}$, А. Ціжевський$^{2}$, П. Мазур$^{2}$, І. Р. Яровець$^{1}$, О. Р. Дверій$^{3}$

$^{1}$Львівський національний університет імені Івана Франка, вул. Університетська, 1, 79000 Львів, Україна
$^{2}$Університет Вроцлава, Інститут експериментальної фізики, пл. Макса Борна, 9, 50-204 Вроцлав, Польща
$^{3}$Національна академія сухопутних військ імені гетьмана Петра Сагайдачного, вул. Героїв Майдану, 32, 79012 Львів, Україна

Отримано: 18.06.2017. Завантажити: PDF

За допомогою метод сканувальної тунельної мікроскопії та спектроскопії (СТМ/СТС) встановлено, що шаруватий кристал InSe, інтеркальований ніклем, представляє собою гетеронаносистему — шар-пакет InSe, який чергується з ніклем, що знаходиться у дрібнодисперсній фазі у міжшаровій щілині. Для аналізи ступеня «металічности» поверхні сколення використано масив даних СТС, одержаних у режимі CITS (current imaging tunnelling spectroscopy). За істотно різною поведінкою вольт-амперних кривих для металу та напівпровідника в локальних точках аналізи на поверхні відколу, одержаних у діяпазоні напруг зміщення, які відповідають забороненій зоні напівпровідника, запропоновано методу обрахунку відносних концентрацій металу на поверхні сколення. Проаналізовано обмеження такої методи оцінювання відносних концентрацій. Встановлено, що величина відносної концентрації ніклю у міжшаровій щілині для систем Ni$_x$InSe може досягати близько 2%, враховуючи особливості одержання поверхонь сколення для шаруватого кристалу. Для встановлення структурних характеристик ніклю використано СТМ-аналізу з високою просторовою роздільчою здатністю з наступною 2$D$-FFT-фільтрацією і висотним профілюванням одержаних зображень. Аналіза відповідних періодичностей уможливила виявити формування двовимірної квадратної ґратниці ніклю на окремих наномасштабних ділянках поверхні.

Ключові слова: сканувальна тунельна мікроскопія, сканувальна тунельна спектроскопія, локальна густина станів, шаруватий кристал, інтеркаляція металу, гетеронаноструктури.

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


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  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).