Плазмонна спектроскопія поверхні монокристала W (100)
М. О. Васильєв$^{1}$, Є. Г. Лень$^{1,2}$, В. М. Колесник$^{1}$, І. М. Макеєва$^{1}$, В. І. Патока$^{1}$, С. В. Смольник$^{1}$
$^{1}$Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^{2}$Київський академічний університет НАН та МОН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
Отримано: 01.10.2019; остаточний варіант - 15.01.2020. Завантажити: PDF
Плазмонна спектроскопія застосована для дослідження електронних станів поблизу орієнтованої паралельно кристалографічній площині (100) поверхні монокристала W після різних видів її термохімічної та йонної обробок. Дослідження атомарно чистих граней металевих монокристалів у надвисокому вакуумі дозволило підвищити достовірність експериментальних даних і порівняти їх з існуючими теоретичними моделями, розробленими для ідеальних кристалів з вільною поверхнею. Визначено усереднені значення енергії поверхневих ($E_s$) і об’ємних ($E_b$) плазмонів, їх відношення $E_{b}/E_{s}$, концентрації електронів провідності, що відповідають цим плазмонам, відносну зміну міжплощинних відстаней, а також значення роботи виходу електронів з поверхні зразка W (100) у вихідному стані, а також після послідовних нагрівань в інтервалі температур 500–1600°C, експозицій в чистому атомарному кисні і бомбардування низькоенергетичними йонами Ar$^{+}$. Дано пояснення суттєвої залежності експериментальних значень енергії збудження плазмонів від стану поверхні зразка і ступеня їх наближення в процесі його термохімічної та йонної обробок до значень, розрахованих згідно з класичною теорією колективних електронно-плазмових коливань в твердому тілі. Одержано важливі для практичного застосування в термоемісійних перетворювачах енергії мінімальне (4,07 еВ) і максимальне (4,37 еВ) значення роботи виходу електронів з поверхні W (100), що визначаються типами її обробки.
Ключові слова: поверхня монокристалу W(100), електрони провідності, характеристичні втрати енергії електронів, плазмони, робота виходу електронів.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v42/i04/0471.html
PACS: 68.49.Jk, 68.49.Sf, 71.45.Gm, 73.20.Mf, 79.20.Hx, 79.20.Uv