Книги по разным темам Pages:     | 1 | 2 |

r0 zz1 = Emax +. (27) Попытаемся все-таки оценить заряды, воспользо2z2 4rвавшись выражением (23). Будем считать систему Si/W ФединойФ подложкой с работой выхода Имея в качестве единицы длины атомный радиус (Si/W) =5.08 эВ [8]. Используя значения потенцикремния, получим r0(Li) =2.59, r0(Na) =2.79, единица алов ионизации I(Li) =5.39 и I(Na) =5.14 эВ [11] энергии E = e2/d равна 12.31 эВ. Выбор эксперимени беря в качестве d в формуле (22) ионные радитального значения Emax не так прост. Следует учитывать, усы ri(Li+), ri(Na+), равные соответственно 0.68 и что высокоэнергетические хвосты этих кривых, вообще 0.92 [10], т. е. совмещая плоскость изображения с говоря, не описываются нашей теорией, так как мы поверхностью кремниевой плени, получим для полоучитываем роль колебаний адсорбционного комплекса жения уровней (Li) =4.98 и (Na) =3.85 эВ. Прилишь в среднем, тогда как хвосты связаны с максиняв интеграл переходв ta равным матричному элеменмальным сжатием адсорбционной связи. Воспользовав2 ту Vss = 1.32( /mri ) [26], где m Ч масса электрошись данными работами [8] (см. рис. 3, 4 для случая на, Ч постоянная Планка, получим ta(Li) =1.10 и энергии бомбардирующих электронов, равной 300 эВ), ta(Na) =0.75 эВ, что дает =2.16 и 1.47 эВ для лития положим Emax(Li) = 3 эВ. Тогда из выражения (27) и натрия соответственно. Тогда из формулы (23) следует, найдем z1 = 1.13. Беря для натрия значение энергии что z(Li) =0.74 и z(Na) =0.77. Если считать, что Emax(Na) = 4 эВ, получим z1 = 1.61, что заметно соответствующее количество электронов переходит на превышает нашу оценку. Если же, как в работе [8], взять кремний (заполняя, например, торчащую наружу sp3Emax(Na) = 5 эВ, то получим z1 = 2. Следовательно, орбиталь), то можно считать, что заряд на атомах креммы должны предположить, что имеем дело с трехдырочния в системе щелочной металЦSi/W отрицателен и ным состоянием. К такому выводу и приходят авторы равен по величине 0.75Ц0.80. Если теперь создать на работы [8] на основании анализа порогов десорбции и кремнии двухдырочное состояние (т. е. удалить два элеккривых задержки (кривая задержки для Na имеет излом и трона), то заряд ионов кремния будет порядка 1.20Ц1.25.

сильно отличается от соответствующей кривой для Li).Именно это значение и соответствует по определению Таким образом, как чисто теоретические оценки, так и заряду z1 нашей модели.

оценки, основанные на данных эксперимента, приводят к Другой путь оценки зарядов Li и Na Ч считать близким результатам.

монослой кремния диэлектрической прокладкой. Тогда в Остается оценить параметр и его температурную закачестве d в формуле (22) нужно взять сумму ионного висимость. Если приравнять (r)2 среднеквадратичному радиуса щелочного металла и диаметра атома кремсмещению, то в высокотемпературном пределе [28,29] ния, т. е. совместить плоскость изображения с поверхностью вольфрама. При этом получим (Li) = 0.88 и (r)2 = 3( T/M2kB), (28) (Na) =1.04 эВ. Вследствие наличия диэлектрической пленки уровни адатома сужаются =0 exp(-2 h), где где Ч температура Дебая, kB Ч постоянная Больцмаh Ч толщина пленки (диаметр атома кремния). Если на.

принять за 0 найденные нами ранее значения и считать, что соответствует экспоненциальному показате- Автор признателен И.Д. Потехиной, обратившей его внимание на лю радиальной волновой функции внешнего s-электрона данное обстоятельство.

8 Журнал технической физики, 1997, том 67, № 114 С.Ю. Давыдов Однако для адсорбционной системы, где такой па- которое приводит к реверсивному движению десорбирураметр, как, не определен, удобнее использовать емого иона в начальный момент десорбции. Наша модель значение силовой константы адсорбционной связи этого не учитывает. В дальнейшем мы предполагаем обобщить развитый здесь подход, учитывая возможность 2 =(MkB2/ ), (29) реверсного эффекта.

где под M следует понимать приведенную массу ФмолеАвтор признателен В.Н. Агееву, Н.Д. Потехиной и куФ Li, NaЦSi/W. Для оценки константы для колебаний, Б.В. Якшинскому за обсуждение результатов работы и отвечающих изменению длины связи, удобно воспользоценные замечания.

ваться подходом, развитым в работах [30,31], и положить =Edes/l2, (30) Список литературы где Edes Ч энергия десорбции; l Ч характерная длина, на [1] Агеев В.Н., Бурмистрова О.П., Кузнецов Ю.А. // УФН.

которой изменяется Edes, которую мы принимаем равной 1989. Т. 158. Вып. 3. С. 385Ц420.

r0. Тогда [2] Ramsier R.D., Yates J.T. // Surf. Sci. Rep. 1991. Vol. 12. N 6Ц8.

2 = 3(kBT /Edes). (31) P. 244Ц379.

[3] Агеев В.Н., Якшинский Б.В. // ФТТ. 1985. Т. 27. Вып. 1.

Так как по данным эксперимента величина энергии С. 99Ц105.

десорбции щелочных металлов с монослойного крем[4] Агеев В.Н., Бурмистрова О.П., Губанов А.И. и др. // ниевого покрытия на вольфраме лишь на одну-две деПоверхность. 1986. № 12. C. 30Ц38.

сятых эВ отличается от энергии их десорбции с чи[5] Ageev V.N., Burmistrova O.P., Yakshinskii B.V. // Surf. Sci.

стого вольфрама, то мы принимаем Edes(Li) = 2.98 и 1988. Vol. 194. N 1/2. P. 101Ц114.

Edes(Na) =2.53 эВ [32Ц34]. Тогда 2/T = 0.8710-4 и [6] Давыдов С.Ю. // ФТТ. 1993. Т. 35. Вып. 9. С. 2525Ц2535.

0.9810-4 K-1 для ионов лития и натрия соответственно.

[7] Давыдов С.Ю. // ФТТ. 1995. Т. 37. Вып. 6. С. 1758Ц1170.

Для численного расчета необходимо также знать вре- [8] Агеев В.Н., Бурмистрова О.П., Магомедов А.М., Якшинский Б.В. // ФТТ. 1990. Т. 32. Вып. 3. С. 801Ц809.

мена жизни дырочных состояний. Оценить его проще [9] Агеев В.Н., Магомедов А.М., Якшинский Б.В. // ФТТ.

всего из экспериментальных кривых задержки. Можно Т. 33. Вып. 1. С. 158Ц165.

показать, что логарифм тангенса угла наклона кривых [10] Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. М.: Наука, задержки пропорционален величине = tc /. Если 1978. 792 с.

сделать подобную оценку, полагая заряд иона кремния [11] Физические величины. Справочник / Под ред. И.С. Григоz1 равным единице при десорбции ионов Li+ и двумпри рьева, Е.З. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат, 1991. 1232 с.

десорбции Na+, то получим соответственно = 4.84 и [12] Gadzuk J.W. // Phys. Rev. B. 1970. Vol. 1. N 5. P. 2110Ц2129.

1.43 10-14 с.

[13] Anderson P.W. // Phys. Rev. Vol. 124. N 1. P. 41Ц53.

Расчет, проведенный с этими значениями, да[14] Friedel J. // The Physic of Metals / Ed. J.M. Ziman. London:

ет для лития и натрия соответственно = 7.35 и Cambridge University Press, 1969. Ch. 8.

7.63 10-4 K-1. Для натрия это практически совпадает с [15] Харрисон У. Электронная структура и свойства твердых тел. М.: Мир, 1983. Т. 1. 381 с.

экспериментом, тогда как для лития экспериментальное [16] Muscat J.P., Newns D.M. // J. Phys. C. 1974. Vol. 7. N 15.

значение на порядок меньше. Причины столь большого P. 2630Ц2644.

расхождения в последнем случае связаны, во-первых, с [17] Давыдов С.Ю. // ФТТ. 1977. Т. 19. Вып. 11. С. 3376Ц3380.

чисто расчетной неустойчивостью, так как и числитель, и [18] Агеев В.Н., Афанасьева Е.Ю. // Поверхность. 1987. № 7.

знаменатель в формуле (18) Ч малые величины, причем C. 30Ц37.

малый числитель есть разность двух больших чисел. Во[19] Давыдов С.Ю. // ФТТ. Т. 20. Вып. 6. С. 1752Ц1757.

вторых, для легкого лития, по-видимому, необходим бо[20] Давыдов С.Ю. // ФММ. Т. 47. №. 3. С. 481Ц488.

ее строгий учет колебаний адсорбционного комплекса, [21] Давыдов С.Ю. // ФММ. Т. 20. Вып. 7. С. 1998Ц2001.

а не использованное здесь усредненное описание.

[22] Давыдов С.Ю., Марголин В.И. // ФТТ. 1982. Т. 24. Вып. 5.

Итак, в настоящей работе мы показали, что в рамках С. 1503Ц1505.

релаксационной модели может быть разумно описана [23] Давыдов С.Ю. // Поверхность. 1991. № 8. C. 17Ц21.

температурная зависимость выхода десорбированных ио- [24] Hashizume T., Hasegawa Y., Sakurai T. // Appl. Surf. Sci.

1991. Vol. 48Ц49. N 1. P. 119Ц124.

нов. Необходимо, однако, сделать следующую оговорку.

[25] Chorst J., Fisk D. // Surf. Sci. 1991. Vol. 251/252. N 1. P. 18 - Результаты нашего расчета хорошо согласуются с экспе81.

риментом [8] для ионов натрия, десорбированных при [26] Harrison W.A. // Phys. Rev. B. 1983. Vol. 27. N 6. P. 3592 - облучении системы NaЦSi/W электронами с энергией 3604.

300 эВ. Однако при воздействии на ту же систему [27] Радциг А.А., Смирнов Б.М. Параметры атомов и атомных электронов с энергией 100 эВ коэффициент возрастаионов. Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1986. 344 с.

ет приблизительно в 3 раза. Анализ десорбционного [28] Nishijima M., Propst F.M. // Phys. Rev. B. 1970. Vol. 2. N 7.

процесса в этом случае привел авторов [8] к выводу, P. 2368Ц2383.

что это происходит вследствие такого перераспределе- [29] Бетгер Х. Принципы динамической теории решетки. М.:

ния электронной плотности в адсорбционном комплексе, Мир, 1986. 392 с.

Журнал технической физики, 1997, том 67, № Влияние температуры на выход ионов, десорбированных вследствие электронных переходов... [30] Rose J.H., Smith J.R., Ferrante J. // Phys. Rev. B. 1984.

Vol. 28. N 4. P. 1835Ц1845.

[31] Rose J.H., Smith J.R., Guinea F., Ferrante J. // Phys. Rev.

B. 1984. Vol. 29. N 6. P. 2963Ц2969.

[32] Назаров Э.Г., Расулев У.Х. Нестационарные процессы поверхностной ионизации. Ташкент: Фан, 1991. 204 с.

[33] Агеев В.Н., Якшинский Б.В. // ФТТ. 1985. Т. 27. Вып. 1.

С. 99Ц105.

[34] Antoniewicz P.R. // Phys. Rev. B. 1980. Vol. 21. N 9. P. 3811 - 3815.

8 Журнал технической физики, 1997, том 67, № Pages:     | 1 | 2 |    Книги по разным темам