Плазмонна спектроскопія поверхні плівок перехідних металів після низькоенергетичного йонного впливу

М. О. Васильєв$^{1}$, В. М. Колесник$^{1}$, С. І. Сидоренко$^{2}$, С. М. Волошко$^{2}$, В. В. Янчук$^{2}$, А. К. Орлов$^{2}$

$^{1}$Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^{2}$Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», просп. Перемоги, 37, 03056 Київ, Україна

Отримано: 30.01.2018. Завантажити: PDF

Вперше плазмонну спектроскопію застосовано для аналізи поверхні нанорозмірних плівок перехідних металів. Досліджувалися моно- та багатошарові системи, одержані електронно-променевою методою осадження в надвисокому вакуумі у 10$^{-7}$ Па. Зразки опромінювалися йонами Аr$^{+}$ з густиною струму у 5 мкА/см$^2$ й енергією у 600 еВ за доз у 2$\cdot10^{17}$ і 12$\cdot10^{17}$ йон/см$^2$ та витримувалися в атмосфері атомарно чистого кисню впродовж 24 годин. Розраховано усереднені значення енергії поверхневих ($Е_{\textrm{s}}$) і об’ємних ($E_{\textrm{b}}$) плазмонів та їх відношення $E_{\textrm{b}}/Е_{\textrm{s}}$, концентрацію електронів провідности, що беруть участь у плазмових коливаннях, а також відносну зміну міжплощинної відстані. Низькоенергетичний йонний вплив істотно поліпшує фізико-хемічний стан поверхні зразків, оскільки $Е_{\textrm{s}}$ збільшується зі зростанням $E_{\textrm{b}}$. Витримка у кисні після йонного бомбардування нівелює зміни концентрації електронів провідности та зменшує прояв ефекту поверхневої релаксації до $\cong$ 6 разів.

Ключові слова: поверхня, плазмони, нанорозмірні плівки, йонне опромінення, перехідні метали, вторинна електронна емісія.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v40/i07/0919.html

PACS: 61.80.Jh, 68.49.Sf, 71.45.Gm, 73.20.Mf, 79.20.Hx, 79.20.Uv, 82.80.Pv


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. В. Т. Черепин, М. А. Васильев, Методы и приборы для анализа поверхности материалов: Справочник (Киев: Наукова думка: 1982).
  2. А. П. Шпак, М. А. Васильев, В. А. Тиньков, Металлофиз. новейшие технол., 26: 765 (2004).
  3. M. A. Vasylyev, S. P. Chenakin, and V. A. Tinkov, Vacuum, 78: 19 (2005). Crossref
  4. H. Raether, Excitation of Plasmons and Interband Transition by Electrons (Berlin: Springer Verlag: 1980).
  5. Y. Wu, G. Li, and J. P. Camden, Chem. Rev., 118: 2994 (2017). Crossref
  6. M. O. Vasylyev, S. I. Sidorenko, S. M. Voloshko, and T. Ishikawa, Успехи физики металлов, 17: 209 (2016). Crossref
  7. V. A. Tinkov, M. A. Vasylyev, and G. G. Galstyan, Vacuum, 85: 677 (2011). Crossref
  8. M. A. Vasil’ev and S. D. Gorodetsky, Vacuum, 37: 723 (1987). Crossref
  9. D. Pines, Elementary Excitation in Solids (New York: Benjamin Press: 1963).
  10. В. А. Тиньков, Успехи физики металлов, 7: 117 (2006). Crossref
  11. M. A. Vasylyev and V. A. Tinkov, Surf. Rev. Lett., 15: 635 (2008). Crossref
  12. В. Е. Корсуков, А. С. Лукьяненок, В. Н. Светлов, Поверхность. Физика, химия, механика, № 11: 28 (1983).
  13. C. Colliex, M. Kociak, and O. Stéphan, Ultramicroscopy, 162: A1 (2016). Crossref
  14. Yo. Fujiyoshi, T. Nemoto, and H. Kurata, Ultramicroscopy, 175: 116 (2017). Crossref