Плазмонна спектроскопія поверхні монокристала W (100)
М. О. Васильєв1, Є. Г. Лень1,2, В. М. Колесник1, І. М. Макеєва1, В. І. Патока1, С. В. Смольник1
1Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
2Київський 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 (Es) і об’ємних (Eb) плазмонів, їх відношення Eb/Es, 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