Электронные свойства ультратонких границ раздела металл-металл и металл-полупроводник

Бенеманская, Галина Вадимовна

Электронные свойства ультратонких границ раздела металл-металл и металл-полупроводник тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Бенеманская, Галина Вадимовна АВТОР

доктора физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Санкт-Петербург МЕСТО ЗАЩИТЫ

2000 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.07 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Электронные свойства ультратонких границ раздела металл-металл и металл-полупроводник»

Автореферат диссертации на тему "Электронные свойства ультратонких границ раздела металл-металл и металл-полупроводник"

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

РГб од

; » 3- КЗИ Ш

БЕНЕМАНСКАЯ Галина Вадимовна

ЭЛЕКТРОННЫЕ СВОЙСТВА УЛЬТРАТОНКИХ ГРАНИЦ РАЗДЕЛА МЕТАЛЛ-МЕТАЛЛ И МЕТАЛЛ-ПОЛУПРОВОДНИК

Специальность 01.04.07 - Физика твердого тела

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Санкт-Петербург 2000

Работа выполнена в Физико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе Российской Академии наук.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор В.К. Адамчук доктор физико-математичесих наук, профессор В.А. Кособукин доктор физико-математических наук, профессор В.В. Кораблев

Ведущая организация:

Институт физики твердого тела РАН (г. Черноголовка)

Защита состоится " 25 " пАя 2000 г. в /£" часов на заседании диссертационного совета Д 063.57.32 по защитам диссертаций на соискание ученой степени доктора физико-математических наук в Санкт-Петербургском Государственном Университете по адресу: 199034, г. Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке СПбГУ.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор физико-математических наук.

Ь?>УЗ,Л21, ¿¡03

В.А. Соловьев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

В современной физике поверхности твердого тела одними из важнейших и активно развивающихся направлений являются исследования на атомном уровне поверхности металлов и полупроводников и взаимодействий с адсорбированными атомами в процессе формирования границ раздела. Изучение поверхности металлов является классическим направлением и развивается уже более полувека, что связано с традиционными прикладными задачами. Второе, сравнительно молодое направление, в настоящее время стремительно развивается в связи с возрастающим значением новых мощных методов выращивания полупроводниковых материалов, эпитаксиальных слоев, а также создания наноструктур, лежащих в основе наноэлектроники. Особенное внимание уделяется исследованиям процессов формирования ультратонких границ раздела с различными реконструированными поверхностями 81, что обусловлено исключительной ролью кремниевых микро- и нанотехнологий. Актуальны исследования адсорбции металлов на поверхности (ЮО)СаАз для задач моделирования и создания границ раздела с заданными свойствам, что имеет непосредственное применение в технологии устройств с отрицательным электронным сродством, барьеров Шоттки, фотоэмитгеров с высоким квантовым выходом, в получении спин-поляризованных пучков электронов. С точки зрения фундаментальных проблем физики поверхности и границ раздела актуальными являются исследования электронных свойств, спектра поверхностных состояний, природы локальных взаимодействий, 2Б структур, низкоразмерных фазовых переходов, а также взаимосвязи электронных и кристаллических свойств.

Накопленный экспериментальный и теоретический материал свидетельствует о том, что наиболее сильные изменения свойств поверхности происходят в начальной стадии формирования границы раздела, в субмонослойном режиме адсорбции. При адсорбции металлов происходят локальные взаимодействия адатомов с различными типами оборванных связей поверхности полупроводника, что сопровождается перераспределением электронной плотности и перестройкой электронной структуры поверхности. Данные взаимодействия существенно отличаются от взаимодействий в объеме и могут, например, изменять характер адсорбционной связи от ионного до ковалентного на одной и той же поверхности, адатомы могут занимать на поверхности строго определенные позиции-

адсорбционные места, могут образовывать цепочки или иные низкоразмерные структуры, инициировать реконструкцию поверхности и фазовые переходы.

В данной работе адсорбция щелочных металлов (ЩМ) К, Cs и щелочно-земельного металла (ЩЗМ) Ва в субмонослойном режиме является своего рода атомарным зондом для исследования процессов локального взаимодействия адсорбированных атомов и оборванных связей реконструированных поверхностей полупроводника. Важным подходом в данной работе представляется изучение закономерностей и выявление механизмов локальных взаимодействий также на поверхности металлов при использовании одного и того же набора оригинальных экспериментальных методов.

Несмотря на то, что исследованию адсорбции ЩМ на реконструированных поверхностях Si, GaAs и на поверхности металлов посвящено множество экспериментальных и теоретических работ, многие вопросы, касающиеся природы адсорбционной связи, модификации электронного спектра поверхности, механизмов формирования электронных свойств границ раздела, природы поверхностной металлизации и низкоразмерных фазовых переходов типа металл-полупроводник до настоящего времени не решены. Следует отметить также, что данных о электронных свойствах поверхности и границ раздела гораздо меньше, чем о их структурных свойствах. Одна из причин заключается в том, что практически единственный метод, позволяющий получать непосредственную информацию об электронной структуре поверхности, ультрафиолетовая фотоэмиссионная спектроскопия, обладает ограниченными возможностями в наиболее актуальной энергетической области валентных состояний, а именно вблизи уровня Ферми и вершины валентной зоны.

Целыо работы является создание нового фотоэмиссионного метода исследования поверхности твердого тела и границ раздела в сверхвысоком вакууме in situ, проведение с помощью нового метода исследований электронных свойств и спектра поверхностных состояний границ раздела металл-металл и металл-полупроводник, изучение модификации свойств в процессе формирования границ раздела в диапазоне субмонослойных покрытий; установление закономерностей и корреляции со структурными характеристиками подложки, идентификация границ раздела, установление типа электронной поверхностной структуры в зависимости от поверхностной концентрации адсорбированных атомов, поиск поверхностных переходов типа металл-изолятор и изучение их механизмов, определение природы поверхностной металлизации и

характера адсорбционной связи, выявление роли подложки и

адсорбата.

В связи с этим ставились следующие конкретные задачи:

1. разработать новый фотоэмиссионный метод исследования электронной структуры поверхности и границ раздела, обладающий высокой поверхностной чувствительностью и оптическим разрешением (~0.01эВ) в актуальной энергетической области валентных состояний вблизи уровня Ферми при использовании поляризованного возбуждения в пороговой области энергий - метод пороговой фотоэмиссионной спектроскопии,

2. провести экспериментальное и теоретическое обоснование метода, установить механизмы взаимодействия s- и р-поляризованного света с объемом и поверхностью твердого тела,

3. исследовать и определить природу векторного фотоэффекта для металлов с адсорбированньми покрытиями,

4. провести комплексные исследования механизмов формирования границ раздела на актуальных поверхностях металлов и полупроводников Cs/ и Ва/W(110), Cs/W(100); Cs/W(lll), Cs/ и Ba/Si(100)2xl; Cs/ , К/ и Ba/Si(l 11)7x7; Cs/GaAs(100), обогащенная Ga, в режиме субмонослойных покрытий.

Для каждой границы раздела предполагалось:

• получение электронного спектра как функции субмонослойного покрытия;

• определение ионизационной энергии ф при различных покрытиях работы выхода (р в случае металлизации;

• для границ раздела металл-полупроводник определение насыщающего покрытия и покрытия ©min> соответствующего минимальной работе выхода (pmin ;

• детальный анализ модификации спектров поверхностной фотоэмиссии при нанесении субмонослойных покрытий с малым шагом по покрытию;

• поиск поверхностных зон, индуцированных адсорбцией;

• определение характера адсорбционной связи;

• поиск и изучение поверхностных переходов типа металл-изолятор и определение условий и природы поверхностной металлизации.

Научная новизна.

раздела как на основе металлических, так и полупроводниковых подложек в сверхвысоком вакууме in situ.

2. Обнаружено различие механизмов возбуждения объемной и поверхностной фотоэмиссии s- и р-поляризованным светом.

3. Впервые обнаружены поверхностные состояния, индуцированные адсорбцией Cs и Ва на гранях (100), (110), (111) W. В широком диапазоне покрытий изучена трансформация спектра поверхностных состояний, включая собственные и индуцированные. На всех гранях W обнаружено образование одной индуцированной зоны в случае адсорбции Cs и двух зон в случае адсорбции Ва на W(110).

4. Впервые исследован векторный фотоэффект (ВФЭ) для металлов с адсорбированными покрытиями, обнаружено новое явление аномального ВФЭ и установлена его природа.

5. Впервые обнаружено различие фотоэмиссионных порогов при возбуждении s- и р-поляризованным светом границ раздела K/Si(l 11)7x7, Cs/Si(l 11)7x7, Ba/Si(l 11)7x7, Cs/Si( 100)2x1, Ba/Si(100)2xl, Cs/GaAs(100) , получены спектры поверхностной и объемной фотоэмиссии, определена ионизационная энергия как функция субмонослойного покрытия.

6. Впервые наблюдался пиннинг уровня Ферми при адсорбции К и Cs на поверхности Si(l 11)7x7.

7. Впервые обнаружено существование индуцированных адсорбцией поверхностных переходов металл-изолятор для границ раздела К/ Cs/ и Ba/Si(ll 1)7x7 и изолятор-металл для границ раздела К/ и Cs/Si(l 11)7x7.

8. Впервые установлено существование поверхностных состояний, индуцированных адсорбцией, для границ раздела Cs/Si( 100)2x1, Ba/Si(100)2xl, К/ Si(l 11)7x7, Cs/ Si(l 11)7x7, Ba/Si(l 11)7x7 и Cs/GaAs(100).

9. Обнаружены и изучены две фазы адсорбции Cs на поверхности GaAs(100), обогащенной Ga. На первой фазе адсорбции, до насыщения всех оборванных связей Ga, наблюдаются зоны локального взаимодействия атомов Cs с оборванными связями Ga. На второй фазе адсорбции, характеризующейся слабой Cs-Cs связью, обнаружено формирование квази-2Б и/или квази 3D Cs кластеров и Cs-поверхностного плазмона.

Научная и практическая значимость проведенного исследования

определяется следующим.

1. Впервые получен ряд важных экспериментальных результатов, позволяющих определить закономерности формирования границ раздела для широкого класса твердотельных подложек с

металлическими покрытиями. Научные выводы носят общий характер и не ограничиваются только объектами, исследованными в данной работе. Результаты исследований используются другими авторами при разработке теоретических моделей.

2. Определены условия для создания границ раздела металл-металл и металл-полупроводник с контролируемыми электронными свойствами.

3. Определены ранее неизвестные механизмы взаимодействия р-поляризованного света с поверхностью твердого тела при наличии локальной поверхностной зоны.

4. Разработан новый, легко реализуемый и не требующий дорогостоящего оборудования, метод пороговой фотоэмиссионной спектроскопии (ПФС), включающий изучение спектральных, угловых, концентрационных и поляризационных зависимостей фотоэмиссионного тока. Метод обладает высокой поверхностной чувствительностью, оптическим разрешением и используется рядом исследовательских групп. Метод основан на использовании б- и р-поляризованного света и позволяет:

• изучать электронную структуру поверхности в энергетической области вблизи уровня Ферми и вершины валентной зоны с оптическим разрешением ~0.01эВ;

• определять ионизационную энергию и работу выхода, как функцию субмонослойного покрытия;

• проводить экспресс-анализ на наличие поверхностных зон и конечной плотности поверхностных состояний на уровне Ферми, проводить поиск поверхностных переходов типа металл-изолятор;

• определять степень субмонослойного покрытия © .

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Метод исследования электронных свойств поверхности и границ раздела металл-металл и металл-полупроводник с применением б-и р-поляризованного порогового возбуждения - метод пороговой фотоэмиссионной спектроскопии.

2. Механизмы возбуждения объемной фотоэмиссии и фотоэмиссии с поверхностных состояний: возбуждение э-поляризованным светом и тангенциальной компонентой электрического вектора р-поляризованного света вызывает фотоэмиссию из объема; возбуждение нормальной компонентой электрического вектора р-света вызывает фотоэмиссию с поверхностных состояниий. Модели фотоэмиссионных процессов и расчеты фундаментальных параметров поверхностных состояний.

3. Обнаружение аномального векторного фотоэффекта для поверхности металла с субмонослойными покрытиями, природа которого обусловлена возбуждением поверхностных состояний р-поляризованным светом.

4. Обнаружение поверностных состояний, индуцированных адсорбцией Сэ и Ва на реконструированных поверхностях 81(111)7x7, 81(100)2x1, на гранях адсорбцией К на 81(111)7x7, а также адсорбцией Сб на поверхности СаА5(100), обогащенной Оа.

5. Установление зависимости спектра поверхностных состояний, индуцированных адсорбцией Сэ или Ва на гранях от электронной конфигурации адсорбата, и зависимости энергетического положения собственных поверхностных состояний граней от поверхностной концентрации адсорбата.

6. Обнаружение эффекта различия величин фотоэмиссионных порогов (Б-поляризованное возбуждение) и Ьур (р-поляризованное возбуждение), возникновение которого обусловлено присутствием заполненных поверхностных состояний в запрещенной зоне полупроводника.

7. Принципиальное различие процессов формирования границ раздела на поверхностях 81(100)2x1 и 81(111)7x7. Электронные свойства границ раздела Сз/81(100)2х1 и Ва/81(100)2х1 определяются в основном свойствами димерно-реконструированной подложки, а электронные свойства границ раздела КУБКИ 1)7x7, С^О 11)7x7 и Ва/Й1(111)7x7 зависят преимущественно от электронной структуры адсорбата.

8. Механизм формирования границ раздела Сз/81(100)2х1 и Ва/81(100)2х1, состоящий в последовательной адсорбции Сб и Ва на две неэквивалентные позиции в элементарной ячейке 2x1, что приводит к появлению двух индуцированных поверхностных зон и образованию границ раздела полупроводникового типа при покрытиях вплоть до монослоя .

9. Эффект разрушения поверхностной металлизации атомарно-чистой поверхности 81(111)7x7 на начальных стадиях адсорбции К, Сб и Ва, природа которого обусловлена локализацией заряда за счет заполнения оборванных связей "адатомов БГ'

10. Процесс адсорбции Сб на атомарно-чистой поверхности ОаА5(ЮО), обогащенной ва, включает :

• первую фазу адсорбции с сильной СБ-ва связью, обусловленную локальным взаимодействием Сэ с оборванными связями Ста,

• переход к следующей фазе, осуществляемый при покрытии, достаточном для насыщения всех оборванных связей ва на поверхности,

• вторую фазу адсорбции со слабой Cs-Cs связью, которая характеризуется появлением квази-20 и/или квази 3D Cs кластеров и Cs-поверхностного плазмона. Установлено, что на любой фазе адсорбции граница раздела Cs/GaAs(100) имеет полупроводниковый характер вплоть до монослойного покрытия цезия.

Апробация работы.

Основные материалы диссертационной работы докладывались 10 Всесоюзных и 11 Международных конференциях в том числе на : VI и VII Всесоюзных симпозиумах по вторично-электронной, фотоэлектронной эмиссии и спектроскопии твердого тела (Рязань, 1986г., Ташкент, 1990г.), XX и XXI Всесоюзных конференциях по эмиссионной электронике (Киев, 1987г., Ленинград, 1991г.), Всесоюзной школе по физике поверхности (Яремча, 1986г.), Всесоюзной конференции по диагностике поверхности (Каунас, 1986г.), VII Всесоюзной конференции по взаимодействию излучения с веществом (Ленинград, 1988г.), XX Всесоюзном съезде по спектроскопии (Киев, 1988г.), Всесоюзной конференции «Поверхность-89» (Черноголовка, 1989г.), на 13-ом Международном вакуумном конгрессе/9-ой Международной конференции по физике твердого тела (IVC-13/ICSS-9, Japan, 1995), 1-st and 2-th International Conferences «Physics of Low-Dimensional Structure» PLDS-1 Chernogolovka, 1993; PLDS-2, Dubna, 1995), 5-ой Международной конференции «Structure of Surfaces» (ICSOS-5, France, 1996), на XIII Международном симпозиуме «Electrons and Vibrations in Solids and Finite System» (EVSFS-XIII, Germany, 1996), на Международной конференции «4th Nordic Conference on Surface Science» (NCSS-4, Norwey, 1996), на Международной конференции «Low-Energy Polarized Electron Workshop» (LE-98, StPetersburg, 1998), на Международных конференциях «European Conference on Surface Science» ECOSS-IO, ECOSS-14, ECOSS-16, ECOSS-18 (Italy, 1988; Germany, 1994; Italy, 1996, Austria 1999).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 29 печатных работ, список которых приведен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка цитируемой литературы. Она содержит 279 страниц машинописного текста, 103 рисунка и 6 таблиц. Список цитируемой литературы содержит 243 наименования.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика диссертации: обосновывается актуальность темы, научная новизна исследований, выбор объектов исследований и экспериментальных методов, сформулированы цели и задачи работы и приводятся основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе дан обзор современного состояния исследований электронных и структурных свойств поверхности металлов и полупроводников, а также границ раздела металл-металл и металл-полупроводник. В п. 1.1 приводятся основные сведения о современных подходах к изучению поверхности металлов в рамках теории функционала плотности. В п. 1.2 представлен обзор теоретических и экспериментальных работ по исследованию электронной структуры монокристаллических граней (100), (110) и (111) W. В п. 1.3 дан краткий обзор развития теории хемосорбции и экспериментальные данные о влиянии адсорбции ЩМ и ЩЗМ на электронные свойства поверхности металлов, обосновывается выбор границ раздела ЩМ/W ЩЗМ/W как объектов исследования и целей исследования.

В п. 1.4 обсуждается кристаллическая и электронная структура реконструированных поверхностей кремния Si(100)2xl и Si(l 11)7x7. Для димерно-реконструированной поверхности Si( 100)2x1 обсуждается модель асимметричных димеров. Димеризация понижает число оборванных связей Si в два раза, тем не менее их концентрация остается высокой и намного (~2раза) превосходит концентрацию оборванных связей на поверхности Si(l 11)7x7. Поверхность Si( 100)2x1 обладает электронной структурой полупроводникового типа. Наблюдаются две заполненных зоны поверхностных состояний ниже вершины валентной зоны и пустая зона выше уровня Ферми. Для поверхности Si(l 11)7x7 рассмотрена модель элементарной ячейки с димерами, «адатомами» и дефектами упаковки, подтвержденная многими экспериментальными данными. Эта сложная реконструкция приводит к снижению числа оборванных связей атомов кремния от 49 до 19 в ячейке 7x7. В электронной структуре Si(l 11)7x7 наблюдаются три заполненных зоны и одна пустая. Одна из зон расположена на уровне Ферми и электронная структура поверхности имеет металлический характер. В п. 1.5 дается обзор экспериментальных и теоретических исследований границ раздела IIJM/Si( 100)2x1 и 1IJM/Si(l 11)7x7. Для адсорбции различных ЩМ приведены результаты исследований работы выхода, рассмотрены возможные адсорбционные места. Описаны две альтернативные модели адсорбционного процесса, приводящие к формированию интерфейса либо металлического типа либо полупроводникого типа: модель

Левина «одномерных металлических цепочек», в которой адсорбция осуществляется на адсорбционные места одного типа, и модель «двойного слоя», предполагающую заполнение адсорбционных мест двух типов. В отличие от подробных фотоэмиссионных исследований электронной структуры границ раздела К/81(100)2х1 и N3/81(100)2x1, аналогичные исследования для границы раздела Ва /81(100)2x1 отсутствуют. Далее рассмотрены результаты экспериментальных и теоретических исследований границ раздела ЩМ/81(111)7x7. Расчеты показывают, что оборванные связи поверхности 81(111)7x7 существенно различаются по реакционной способности. Известны две работы, в которых фотоэмиссионными методами исследована электронная структура границ раздела К/ и Ся/5](111)7x7. На ранних стадиях адсорбции наблюдался поверхностный переход типа металл-изолятор и появление незаполненных зон. Заполненные поверхностные состояния, индуцированные адсорбцией, не обнаружены. Адсорбция Ва на поверхности 81(111)7x7 не изучалась. В п. 1.6 дан обзор современного состояний исследований поверхности ОаА5(ЮО) и электронных свойств границы раздела Сз/СаАя^ОО). На атомарно-чистой поверхности СаАз(ЮО) наблюдается до 10 различных реконструкций, при этом для СаАз(ЮО), обогащенной ва, наиболее устойчивой является димерно-реконструированная поверхность. В реальных реконструкциях, например, (4х2)/с(8х2), 1/4 атомов ва первого слоя отсутствует. При димеризации происходит перераспределение электронной плотности так, что обеспечивается полупроводниковый характер поверхности. Дан анализ работ, посвященных адсорбции Се. В основном они посвящены проблеме получения границ раздела с отрицательным электронным сродством. Исследования фундаментальных процессов формирования границы раздела на атомном уровне практически отсутствуют. Нет данных о поверхностных состояниях, индуцированных адсорбцией. В п. 1.7 изложены принципы, на которых основываются фотоэмиссионные методы исследования поверхности твердого тела. В классических работах поверхностная фотоэмиссия рассматривается как возбуждение объемных состояний из области поверхностного потенциала. В п. 1.8 сделаны основные выводы из литературных данных, существующих к моменту начала представленных в диссертации исследований, и дана постановка задачи.

Вторая глава посвящена новому, разработанному нами, методу пороговой фотоэмиссионной спектроскопии и описанию методики эксперимента. В п. 2.1 представлен классический подход к пороговой фотоэмиссии. В п. 2.2 представлена теория пороговой фотоэмиссии, учитывающая наличие на поверхности металла локальной электронной зоны с энергией вблизи уровня Ферми ЕР. Теория

разработана М.И. Урбахом на базе модели, предложенной совместно с автором данной работы. Модель основана на современных представлениях об электронной структуре поверхности и учитывает обнаруженные нами (см. глава П1) эффекты в пороговой фотоэмиссии при возбуждении границ раздела s- и р-поляризованным светом. Природа эффектов не может быть объяснена в рамках классической теории пороговой фогоэмиссии.

На рис. 1а представлена схема границы вакуум-металл с объемной диэлектрической проницаемостью

£щ(и) - £m'(ra) + ism"(o>)-

На поверхности имеется двумерная электронная зона с локальной плотностью состояний р(Е), положением Ео максимума относительно уровня вакуума Е=0 и полушириной 2Г.

Sm" -í4 ^ Координата X]

направлена по нормали к поверхности, координаты Х2 и Хз параллельны поверхности, плоскость падения света совпадает с плоскостью x] х2- При падении на поверхность поляризованного света

2d б) Svac

Рис. 1.

под углом у, параллельные поверхности компоненты электрического поля медленно меняются вблизи поверхности, и их можно считать постоянными на расстоянии длины волны света. В модели предполагается, что в отличие от тангенциальной, нормальная компонента электрического поля резко изменяется у поверхности и может быть записана в виде:

Е\ (*1) = — [1 - ГР (Г, &)]Е0 sinr

£eff

где eeff - эффективная диэлектрическая проницаемость, которая на атомных расстояниях 2d (несколько ангстрем) изменяется от

объемной диэлектрической проницаемости 8т(ш) до диэлектрической проницаемости вакуума 8уас =1 (рис. 1 б).

Для процесса фотоэмиссии важно, что в оптической области частот »1. Поэтому поле Е^Х]) непосредственно на

поверхности, где имеется локальная зона ра, много больше, чем поле в объеме (в \ет\ раз). Можно также отметить, что в оптической области частот | 1 +Гр | « | 1 -Гр |, и поэтому непосредственно у поверхности нормальная компонента поля больше тангенциальных компонент. Несмотря на то, что толщина области, откуда происходит объемная фотоэмиссия, гораздо больше толщины области, где локализована поверхностная зона (для адсорбции - адсорбированного слоя), в оптическом диапазоне частот локальная зона может вносить основной вклад в фотоэмиссию. Получены выражения для объемного фотоэмиссионного тока Ь при э-поляризованном возбуждении, для фотоэмиссионпого тока 1р при р-поляризованном возбуждении и для фотоэмиссии с поверхностных состояний.

В п. 2.3 выполнены расчеты матричного элемента поверхностной фотоэмиссии в зависимости от параметров поверхностной зоны. Показано, что одновременное измерение частотных, угловых и поляризационных зависимостей позволяет получить принципиально важную информацию о механизмах фотовозбуждения, а также о характеристиках поверхностных состояний и поверхностных зон, индуцированных адсорбцией. Для изучения энергетического спектра поверхности наиболее информативно отношение 1р(ЪуУк(Ъу). названное поверхностной фотоэмиссией, которое пропорционально плотности поверхностных состояний и, кроме того, максимум спектральной зависимости соответствует положению зоны Ед. На рис. 2 приведена принципиальная схема фотоэмиссионных процессов, которые мы наблюдаем при возбуждении поверхности полупроводника е- и р- поляризованным светом. Эти процессы лежат в основе метода ПФС. В случае Б-поляризации возбуждается фотоэмиссия только из объемной валентной зоны полупроводника, при этом фотоэмиссионный порог Ьуз равен ионизационной энергии ф. В случае р-поляризации возможно возбуждение фотоэмиссии из поверхностных зон за счет взаимодействия с нормальной компонентой электрического поля световой волны. При наличии конечной плотности поверхностных состояний в запрещенной зоне фотоэмиссионные пороги и Ьур различаются (Ьу5 > Ь\'Р). Когда поверхностная зона расположена ниже Ер, порог фотоэмиссии Ьур при

S p

vac

hvs=<t>

--■vac

hvP*(p hvs=<|>

hvP=(p

объем вакуум

вакуум

Рнс.2. Фотоэмиссия при возбуждении s- и р-поляризовашым светом при наличии поверхностной зоны: (а) - ниже уровня Ферми Ef , (б) - на Ер. Еудс -уровень вакуума, Ev -вершина валентной зоны, ф - ионизационная энергия, ф -работа выхода.

возбуждении р-светом будет соответствовать фотоэмиссии из края поверхностной зоны (рис.2а). Если поверхностная зона расположена на уровне Ферми (случай поверхностной металлизации), то порог hvp равен работе выхода ф (рис.2б). В диапазоне энергий hvp < hv < hvs при р-поляризованном возбуждении возможна фотоэмиссия только из поверхностной зоны. Выполнение закона Фаулсра для фототока Ip(hv) в данном диапазоне энергий является критерием поверхностной металлизации.

В п. 2.4 описана оригинальная сверхвысоковакуумная установка, созданная на базе УСУ-4, которая позволяет проводить фотоэмиссионные исследования границ раздела in situ в вакууме Р < -8

1x10 Па. Вакуумная камера оснащена системой прогрева образцов

до Т-2600 К, источниками атомарно чистого К, Cs и Ва. Описаны оптические схемы, применяемые для возбуждения фотоэмиссии светом от монохроматора (ДА,< 40нм) или от 10 лазерных источников.

В п. 2.5 описана оригинальная методика для определения

субмонослойного покрытия (погрешность ~10%), основанная на

использовании эталонного образца W(110). Разработана также

оригинальная методика экспресс-анализа границ раздела на наличие

заполненных поверхностных состояний вблизи Ер и Ev. В п. 2.6

описаны методики получения атомарно-чистых поверхностей (100),

(110), (111) W, реконструированных поверхностей Si(100)2xl и

Si(l 11)7x7 и поверхности GaAs, обогащенной Ga. В качестве образцов

Si(100) и Si(lll) использовались слаболегарованные (В, 7.5 Омхсм)

пластины р-типа. До их помещения в вакуум образцы подвергались

химической обработке с целью удаления загрязнений и создания

защитного слоя, которое по стандартной методике удалялось в

сверхвысоком вакууме. Реконструкции 7x7 или 2x1 были получены

специальным режимом отжига и охлаждения образцов. Атомарно-

чистая поверхность GaAs(lOO) (п-тип, 5x1017 cm"3) получена в вакууме -8

Р < 1x10 Па после термического удаления тонкого оксидного слоя, сформированного предварительно в камере для эпитаксиалыюго роста. Температурные режимы получения атомарно-чистой поверхности GaAs(100), обогащенной Ga, установлены с помощью Оже-спектроскопии и по картинам дифракции быстрых электронов.

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований адсорбции Cs на гранях (100),(110),(111)W и адсорбции В а на (110)W. В п. 3.1 впервые для адсорбционных систем экспериментально исследованы концентрационные зависимости пороговой фотоэмиссии ls(0) и 1р(0) при возбуждении, соответственно, s- и р- поляризованным светом. Обнаружено, что форма концентрационных зависимостей различна для указанных поляризаций. Показано, что s- поляризованный свет возбуждает объемные электронные состояния подложки, причем плотность объемных состояний не изменяется в процессе адсорбции. Обнаружено, что р- поляризованный свет возбуждает как объемные, так и поверхностные электронные состояния. Предложен способ выделения фотоэмиссии с поверхностных состояний из полного тока фотоэмиссии. Показано, что поверхностные состояния возбуждаются только нормальной компонентой электрического вектора р-поляризованного света. Обнаружены три диапазона субмонослойных покрытий, в которых наблюдается различное поведение поверхностной фотоэмиссии. Предложена методика экспресс-анализа адсистем на наличие поверхностных состояний по концентрационным

зависимостям 1б(0) и 1р(0).

В п. 3.2 и 3.3 впервые для адсорбционных систем СбЛУПОО), СбЛУ(110), СзЛЛ^(111) и ВаЛУ(ИО) экспериментально исследованы спектры пороговой фотоэмиссии 1б(Ьу) и 1р (Ьу) при возбуждении, соответственно, б - и р -поляризованным светом. Показано, что форма спектров пороговой фотоэмиссии 1б(1ту) не зависит от покрытия 0 и подчиняется закону Фаулера, что соответствует возбуждению объемных электронных состояний подложки, при этом порог (0) = <р (0). Показано, что форма спектров пороговой фотоэмиссии 1р(Ь\') зависит от покрытия 0 и является суперпозицией спектров объемной фотоэмиссии и фотоэмиссии с поверхностных состояний. Впервые обнаружены поверхностные состояния, индуцированные адсорбцией Сб и Ва. Показано, что спектр поверхностных состояний, индуцированных адсорбцией Ва, имеет сложную структуру, обусловленную характером гибридизации Б-ё-р состояний Ва и поверхностными состояниями. Обнаружены две Ва- зоны, изучена их модификация, которая схематически представлена на рис. 3.

1 объем г

\ 1 1 , поверхность 1 W(110).

АА 0=0.2 и

ЗиЛ 1 г 0=0.6

с Лк Ав ] 0=1 г

Рис. 3.

Схематическое изображение СП состояний А и индуцированных Ва-зон - В и С для различных 0.

На всех гранях при достижении Сб покрытия,

соответстующего минимальной работе выхода систем, обнаружена единственная СБ-зона (рис. 4) с энергией связи ~ 0.4 эВ. Увеличение 0 приводит к сдвигу Сб-зоны в сторону Ер. При монослойном покрытии Сб-зоня расположена вблизи ЕР с энергией связи ~ 0.1эВ. Исследовано изменение спектра собственных поверхностных состояний (СПС) различных граней W при адсорбции Сб и Ва. Показано, что СПС сдвигаются в сторону больших энергий связи с увеличением покрытия, при этом эволюция спектра СПС слабо зависит от природы адсорбата. Определен ковалентный характер адсорбционной связи

при субмонослойных покрытиях Сэ (0 > 0.4) и Ва (0 > 0.35) на . Проведены расчеты фундаментальных параметров Сз-зоны: Е0 , Г и матричного элемента поверхностной фотоэмиссии в рамках разработанной теории пороговой фотоэмиссии.

Рис. 4. Зона, индуцированная Ся адсорбцией,при различных © (1-4) на \У(110). Рис.5. ВФЭдля С:>/Ш(110) при тех же 0 (1-4): а- возбуждение Ьу=1.96эВ, б- возбуждение Ьу=3.68эВ, 5-1р/1о, 6-ЬЛо, 7-поглощенная мощность Кр/№>, 8- поглощенная мощность №/N0.

В п.3.6 рассмотрена проблема аномального поведения угловых зависимостей фототока при р- поляризованном возбуждении поверхности металлов, так называемый векторный фотоэффект (ВФЭ). До настоящих исследований природа ВФЭ не была установлена. В работе впервые проведено исследование ВФЭ в условиях контролируемого изменения электронного спектра поверхности, а именно при адсорбированных покрытиях на металле для системы СбА¥(1 10). Обнаружены аномалии векторного фотоэффекта для р- поляризованного света и зависимость величины эффекта от С б покрытия. На рис. 5 представлены экспериментальные зависимости ВФЭ для тех же Сб покрытий, спектр которых приведен на рис. 4. Показано, что природа аномального ВФЭ обусловлена возбуждением индуцированной Сб-зоны нормальной компонентой электрического вектора р -света.

В четвертой главе представлены результаты экспериментальных исследований электронных свойств границ раздела, формирующихся при адсорбции Сэ и Ва на димерно-реконструированной поверхности 81(100)2x1. В п. 4.1 изложены результаты исследования границы

о 30 60

Угол падения у, град.

4) 3)

2) 1)

1.3 1.7 2.1 2.5 Энергия фотонов v, эВ

раздела 00)2x1 в диапазоне покрытий 0.4 МЬ < © < 1.5 МЬ

(1МЬ=6.78х10^атом/см^). Впервые обнаружено различие фотоэмиссионных порогов Ьуз и Ьур, определена ионизационная энергия как функция покрытия и величина фт;п =1.32±0.01 эВ.

Установлено, что покрытие ©п

_ 10

' -т----- 1 г 1 о, /к г- | ,— . | Ва/81(100)2х1

-0.3 мъ

.....0.4 мь

/1\ / v".

, 1" 1 \ ; 1 / v-; / / г,* ------1.0 мь

«* ■, - < ' 1 ■ 1 ■ »' / 1 « \ < \ \ \ 4 * \ \ \ ^

/ * ^ * / / у \ ' *

У / у* 1.1.1

2Л 2,3 2,4 2,5 2,6

Энергия фотонов Иу, эВ

2,7 2,8

1.0МЬ, то есть является насыщающим для

оборванных связей

поверхности 81(100)2x1. Обнаружены две

индуцированные зоны, которые последовательно появляются в спектре по мере роста покрытия. Аналогичные результаты получены для границы раздела Ва/Й1(100)2х1

(п. 4.2). Установлена минимальная ионизационная энергия фт;п =2.15±0.01 эВ. Обнаружены две

индуцированные Ва-зоны (рис. 6). При © - 0.3 МЬ наблюдается зона с

энергией ~0.3 эВ ниже Еу. Зона 1)2 с энергией ~0.2 эВ появляется при © ~ 0.5 МЬ. С ростом покрытия обе зоны незначительно сдвигаются к меньшим энергиям связи. Граница раздела имеет полупроводниковый характер.

Существование двух индуцированных зон указывает на то, что атомы как Сэ так и Ва адсорбируются на два энергетически неэквивалентных адсорбционных места. Последовательное появление зон в спектре свидетельствует о том, что наиболее вероятна сначала адсорбция атомов Сб или Ва на адсорбционные места одного типа, в результате чего возникает индуцированная зона с большей энергией связи. Адсорбция на места другого типа, приводящая к появлению зоны с меньшей энергией связи, начинается лишь при достижении покрытия 0-0.5 МЬ. При насыщающем покрытии 1МЬ, которое соответствует также минимальной ионизационной энергии, оба адсорбционных места заняты, что подтверждается завершением развития спектра индуцированных зон. При взаимодействии происходит гибридизация зрЗ-орбиталей оборванных связей Б"! и 6л-

Рис.6. Спектры поверхностной фотоэмиссии 1р/1з при различных покрытиях Ва на поверхности 81(100)2x1.

валентных состояний Cs или Ва. Адсорбционная связь носит преимущественно ковалентный характер и интерфейс имеет полупроводниковый характер в исследованном нами диапазоне покрытий. Таким образом, полученные результаты подтверждают модель "двойного слоя" для процесса формирования границ раздела Cs/Si(100)2xl и Ва/ Si(100)2xl.

В пятой главе представлены результаты исследования электронных свойств границ раздела Cs/, К/ и Ba/Si(l 11)7x7. В п. 3.1 даны результаты, полученные при адсорбции Cs на Si(l 11)7x7 в

14 2

диапазоне покрытий 0.25ML < 0 < 1.0ML (lML=7.84x 10 атом/см ). Обнаружено различие фотоэмиссионных порогов при возбуждении s-

и р-поляризованным светом. Установлена поверхностная металлизация в диапазоне 0.3 ML < 0 <1.0 ML, определена работа выхода и ионизационная энергия как функции Cs покрытия (рис.7а). Определено покрытие 0mm~O.6ML в минимуме работы выхода. При ©min наблюдается пиннинг уровня Ферми на 0.18 эВ выше Еу (рис.7б).

Проанализировано изменение плотности электронных состояний на Ef (рис.7с).

о 0,0

Cs/Si(111)7x7

\ 0 . ■ п\ «im а) W I

4S 9—0—°-С>|1У8=ф □—а—о—-ahvp=<p "

\ М I ®> :

\ - l i 1

1 1 . , 1 тт гКь, в> ! ,

0,2

0,4 0,6 0,8 покрытив6л, ML

Рис. 7. а)-фотоэмиссионные пороги Ьуэ и Ьур как функции покрытая;

б)-разность между фотоэмиссионными порогами - Ьур ( эВ);

в)- плотность поверхностных состояний на уровне Ферми (отн.ед.).

В п 5.2 изложены результаты исследования электронных свойств границы раздела К/81(111)7x7. Впервые наблюдались поверхностные состояния, индуцированные адсорбцией К, изучена

1.0

перестройка спектра поверхностных состояний как функция К покрытия (рис. 8). Обнаружено, что на ранних стадиях К адсорбции происходит разрушение металлической проводимости атомарно-чистой поверхности 81(111)7x7. Затем при покрытиях, близких к насыщающему, адсорбция вызывает поверхностную металлизацию, которая сопровождается пиннингом уровня Ферми ( рис 9). Природа металлизации связана с формированием индуцированной К-зоны. Следовательно, в системе К/81(111)7x7 существуют два последовательных поверхностных перехода, а именно: типа металл-

Рис. 8. Спектры поверхностной фотоэмиссии 1рЯз для различных К-покрытий на поверхности 81(111)7x7. Зона собственных поверхностных состояний "рест-атомов" Б 2, зона Аг индуцирована адсорбцией К.

В п. 5.3 впервые исследована электронная структура границы раздела Ва/81(111)7x7 в диапазоне покрытий 0.3 0т;„ < © < 2.5 0т,п , где 0тт можно оценить как 0.5МЬ. Определено значение

фт;п=1.98±0.01эВ. При ©<0.15МЬ происходит разрушение поверхностной металлизации 81(111)7x7, после чего электронная структура Ва/81(111)7x7 является полупроводниковой. Обнаружены две индуцированные Ва-зоны с дублетной структурой, проанализирована их модификация при увеличении Ва покрытия (см. рис.10). Две индуцированные зоны в спектре ВаУБ1(111)7x7 возникают вследствие особенностей электронной структуры Ва при взаимодействии адсорбированных атомов с ярЗ- состояниями

Электронная структура интерфейсов Состояние интерфейсов

0^51(111)7x7

Ва/5)(111)7x7

у» 0.6 ми

КУБ|(111)7х7 /

■ о.з ми

0.2 ми

0.65 Ми

0.5 Ми 0.3 ми

0.5 Ми

0.35 ми 0.25 Ми

М1.

Энергия относительно Еу , эВ

О,

-0.5МЬ

Рис. 10. Слева - наиболее характерные изменения в спектрах поверхностной фотоэмиссии для трех границ раздела. Справа - состояние границ раздела при различных покрытиях (темный цвет - металлическое, белый -полупроводниковое.

1.0

оборванных связей "адатомов Б!" в элементарной ячейке 7x7. Дублетная структура Ва-зон может объясняться неэквивалентностью адсорбционных мест в "дефектной" и "бездефектной" подьячейках. Адсорбционная связь Ва на поверхности 81(111)7x7 носит преимущественно ковалентный характер.

В п. 5.4 обсуждаются полученные экспериментальные результаты, которые показывают, что процессы формирования границы раздела при адсорбции К, Се и Ва в субмонослойном режиме на поверхности 81(111)7x7 являются существенно различными (рис. 10). При покрытиях вблизи ©т[п свойства в основном зависят от электронной структуры адсорбата, влияние свойств подложки гораздо меньше. При малых покрытиях © « ©т;п, для всех адсорбатов, обнаружено разрушение поверхностной металлизации атомарно-чистой поверхности 81(111)7x7.

Анализ полученных данных позволил выдвинуть новые модельные представления, которые существенно отличаются от имеющихся в литературе. Известно, что металлизация 81(111)7x7 осуществляется за счет 12 "адатомов 81" в 2Б элементарной ячейке 7x7. Квазкметаллическая зона " адатомов 81" заполнена наполовину, то есть имеется 6 заполненных электронами и 6 незаполненных электронами оборванных связей, причем вследствие резонансного взаимодействия между электронными состояниями на различных "адатомах 81" возникает делокализация состояний. Появление на поверхности адсорбированных атомов К, Сб или Ва приводит к качественному изменению ситуации. При взаимодействии с подложкой Б-электрон внешней оболочки каждого адатома переходит на незаполненнную $рЗ оборванную связь "адатомов 81 ". При этом проводимость по поверхности будет сохраняться вплоть до критической величины покрытия, когда все оборванные связи "адатомов 81 " оказываются заполненными, то есть при адсорбции 6 атомов Сб или Ва или К. Таким образом, в данной модели разрушение металлизации чистой поверхности 81(111)7x7 при адсорбции атомов металла должно происходить при вполне определенном покрытии 0крит: ©крит = 6/49 ~ 0.12МЬ. Это вполне согласуется с результатами для адсорбции Сб, а также соответствует нашим оценкам для адсорбции К и Ва. При разрушении металлизации происходит не просто сдвиг зоны "адатомов 81 " от уровня Ферми к Еу, а ее исчезновение из спектров фотоэмиссии в пороговой области. Следовательно, энергия связи состояний зоны изменилась до значений >2эВ. Это обстоятельство указывает на существование дополнительного механизма при разрушении металлизации и на необычную природу перехода металл-изолятор. Отметим, что по нашим экспериментальным данным, адсорбированные атомы

непосредственно не взаимодействуют с состояниями "рест-атомов" поверхности 81(111)7x7. После заполнения всех оборванных связей "адатомов 81" при адсорбции К и Сэ возникает новая индуцированная зона на уровне Ферми. В спектре эта квазиметаллическая зона наблюдается при 0(Сз)> 0.3МЬ, 0(К)> 0.5МЬ. В области поверхностного перехода изолятор-металл концентрация атомов Сб и К возрастает настолько, что становится возможным непосредственное перекрытие валентных состояний атомов и осуществление проводимости по квази-20 адсорбированному слою. Поверхностный переход типа изолятор -металл происходит по мере увеличения концентрации адатомов, что позволяет предположить квазидвумерный переход Мотта.

В шестой главе представлены результаты экспериментальных исследований адсорбции Сэ на поверхности ОаАз(ЮО), обогащенной йа. Метод ПФС применен для изучения электронной структуры границы раздела Сз/СаАз(100) что позволило впервые обнаружить фотоэмиссию с поверхностных состояний и детально исследовать модификацию спектра поверхностной фотоэмиссии. Перестройка

;СЬ/СаМКЮ) / \

А2 А;

1.6 2.0 2.4 28 Энергия фотонов Ьч эв

1.5 2.0 2.5 3.0

Энрегия фотонов, эВ

Рис. 11. Спектры поверхностной фотоэмиссии 1рЛэ границы раздела СзЛЗаАвСЮО), обогащенная Оа, при различных Се покрытиях. Слева - первая фаза адсорбции, справа-вторая фаза адсорбции а) - ©~0.8МЪ, б) - 0~1МЬ.

спектра позволяет определить две фазы адсорбции с сильной СБ-ва и слабой Сб-Сб связью. Определено, что Сб покрытие, соответствующее минимуму ионизационной энергии составляет ~ 0.7МЬ, что является покрытием, при котором насыщаются все оборванные связи Са на димерно-реконструированной поверхности СаАБ(ЮО), обогащенной ва. Минимум ионизационной энергии определен как 1.45 эВ. В первой фазе адсорбции обнаружены две индуцированные Сб-зоны А[ и А.2 (рис. 11 - слева). Наличие двух зон показывает, что адсорбция осуществляется на две неэквивалентные позиции на димерах Са. Первая фаза завершается при достижении покрытия ~ 0.7МЬ и соответствует насыщению всех оборванных связей ва. Во второй, метастабильной фазе наблюдается резкое возрастание плотности поверхностных состояний в запрещенной зоне, и обнаружено формирование нескольких 1.9 эВ, 2.05эВ, 2.17эВ, 2.4 эВ, 2.78 эВ широких фотоэмиссионных пиков (рис.11 - справа). Установлено, что незначительный прогрев до ~ 60°С приводит к исчезновению этих пиков. Природа пиков Р1 (2.4эВ) и Р2 (2.78эВ) связана с возбуждением поверхностного и объемного Сб плазмонов, соответственно. Низкоэнергетические пики возможно связаны с образованием квази 20 и/или квази 31) метастабильных Сб кластеров. Установлено, что на любой фазе адсорбции граница раздела С$/СаАБ(100), обогащенная ва, имеет полупроводниковый характер.

В заключении сформулированы основные результаты работы:

1. Метод пороговой фотоэмиссионной спектроскопии разработан и впервые применен для исследования электронных свойств широкого класса границ раздела как на основе металлических, так и полупроводниковых подложек в сверхвысоком вакууме т зИи.

2. Обнаружен эффект качественного различия фотоэмиссии при возбуждении б- и р-поляризованным светом и эффект различия фотоэмиссионных порогов Ьу3 и Ьур для границ раздела Сб/ и Ва/Б^ 100)2x1; К /, Сб / и Ва /81(111)7x7; СБ/СаАБ(100), обогащенная Са.

3. Установлен механизм возбуждения поверхностной фотоэмиссии р-поляризованным светом при наличии локальной поверхностной зоны, предложена модель и проведены расчеты фотоэмиссионных процессов и фундаментальных параметров поверхностных состояний.

4. Впервые обнаружены поверхностные состояния, индуцированные адсорбцией Сб и Ва на XV. В широком диапазоне покрытий изучена трансформация спектра поверхностных состояний, включая

собственные и индуцированные. На всех гранях обнаружено образование одной индуцированной зоны в случае адсорбции Сй и двух зон в случае адсорбции Ва на \У(110).

5. Впервые для поверхности металла при контролируемом спектре поверхностных состоянии (для системы СзА¥(110)) исследован ВФЭ. Установлена природа аномального ВФЭ, определяемая в пороговой области р-поляризованным возбуждением поверхностных состояний.

6. Впервые для границ раздела КЛ51(111)7x7, Сз/81(111)7x7, Ва/81(111)7x7, Сб/Б^ 100)2x1, Ва/Б^ 100)2x1, Ся/ОаАвООО) получены спектры поверхностной и объемной фотоэмиссии, определена ионизационная энергия как функция субмонослойного покрытия.

7. Впервые наблюдался пиннинг уровня Ферми при адсорбции К и Сб на поверхности Б1(111)7x7.

8. Впервые обнаружено существование поверхностных переходов металл-изолятор для границ раздела К/ Се/ и Ва/Б1(111)7x7 и изолятср-металл для границы раздела К/ и Сб/81(1 11)7x7 при субмонослойных покрытиях.

9. Впервые установлено существование поверхностных состояний, индуцированных адсорбцией, для границ раздела К/ 81(111)7x7, Се/ 81(111)7x7 и Ва/^О 11)7x7, Сз/БК 100)2x1, Ва/БК 100)2x1 и С8/ОаА8(ЮО).

Ю.Установлено, что спектр индуцированных поверхностных состояний для границ раздела СзЛУ и ВаЛУ преимущественно зависит от электронной конфигурации адсорбата, и спектр собственных поверхностных состояний преимущественно зависит от поверхностной концентрацией адатомов.

11. Впервые установлено качественное различие механизмов формирования границ раздела на поверхностях 81(100)2x1 и 81(111)7x7 при адсорбции К, Се и Ва. При этом электронные свойства границ раздела С$/81(100)2х1 и Ва/51(100)2х1 определяются в основном свойствами подложки, а раздела К/Б1(111)7x7, С8/й(111)7x7 и Ва/81(111)7x7 зависят преимущественно от электронной структуры адсорбата.

12.Определены механизмы формирования границ раздела 05/81(100)2x1 и Ва/81(100)2х1 и установлена последовательная адсорбция атомов на неэквивалентные позиции, что приводит к появлению двух индуцированных поверхностных зон и к полупроводниковому характеру интерфейса.

13.Обнаружен эффект разрушения поверхностной металлизации на начальных стадиях формирования границ раздела К/, Ва/ и Сз/81(111)7x7. Исследование эффекта показало, что переход

металл-изолятор происходит за счет локализации заряда и заполнения оборванных связях " адатомов Si" при адсорбции 6 адатомов. Последующие стадии формирования границ раздела приводят к металлизации в адсорбированном слое К и Cs за счет перехода Мотта.

М.Процесс адсорбции Cs на атомарно-чистой поверхности GaAs(lOO), обогащенной Ga, включает:

• первую фазу адсорбции с сильной Cs-Ga связью, обусловленную локальным взаимодействием Cs- атомов с оборванными связями Ga,

• переход к следующей фазе, осуществляемый при покрытии, достаточном для насыщения всех оборванных связей Ga на поверхности,

• вторую фазу адсорбции со слабой Cs-Cs связью, которая характеризуется появлением квази-20 и/или квази 3D Cs кластеров и Cs-поверхностного плазмона.

15. Установлено, что на любой фазе адсорбции граница раздела Cs/GaAs(100) имеет полупроводниковый характер вплоть до монослойного покрытия цезия.

Основные результаты диссертационной работы опубликованы

в следующих печатных работах:

1. Бенеманская Г.В., Лапушкин М.Н. Поляризационная зависимость фотоэмиссии электронов системы W(110)- Ва при субмонослойных покрытиях // Письма ЖЭТФ, 1985, V41, N 10, с.432-434.

2. Бенеманская Г.В., Лапушкин М.Н. "Поверхностные электронные состояний субмонослойных пленок Cs На гранях (110) и (100) W" Письма ЖЭТФ, 1987, V 45, N9, с.423- 425.

3 Бенеманская Г.В., Бурмистрова О.П., Лапушкин М.Н. Формирование двумерных электронных зон в системе W(110) - Ва при субмонослойных покрытиях // ФТТ, 1987,V 29, N6, с.1646-1651.

4. Benemanskaya G.V., Burmistrova О.Р., Lapushkin M.N. Electronic surface states of submonolayer Cs and Ba films on (100), (110), (111)W // Phys.Lett А 1989, V 137, p.139- 143.

5. Бенеманская Г.В., Лапушкин M.H. Аномалии векторного фотоэффекта системы W(110)-Cs присубмонослойных покрытиях // Письма ЖЭТФ 1989, т. 49, N 9, с.515-517.

6. Бенеманская Г.В., Лапушкин М.Н. Способ определения энергии

двумерных электронных зон поверхности металла // Авторское свидетельство N 1556463 с приоритетом 03.10.88г.

7. Бенеманская Г.В., Лапушкин М.Н. Способ определения энергии

двумерных электронных зон субмонослойной пленки щелочного или щелочно-земельного металла на металлической подложке // Авторское свидетельство N 1575845 с приоритетом 03.10.88г.

8. Бенеманская Г.В., Бурмистрова О.П, Лапушкин М.Н. Электронные

состояния на поверхности металлов с субмонослойными покрытиями. // Сб Основные результаты научной деятельности 1989/90 ФТИ АН СССР, г. Ленинград 1991, р.126-128.

9. Бенеманская Г.В., Лапушкин М.Н., М.И.Урбах Возможности пороговой фотоэмиссии для изучения поверхностных состояний субмонослойных металлических пленок // ЖЭТФ 1992, т. 102, N5, с. 1664-1673.

10. Бенеманская Г.В., Лапушкин М.Н. Спектры поверхностной фотоэмиссии системы W(110) - Ва // Письма ЖЭТФ 1993, т. 58, N9, с.730-733.

11. Liebch A., Benemanskaya G.V., Lapushkin M.N. Near-threshold enhancement in photoemission from alkali-metal overlayers // Surf. Sci. 1994, V 302, p.303-308.

12. Benemanskaya G.V., Vikhnin V.S., Lapushkin M.N. Photoemission threshold of Bi2Sr2CaCu20g crystal coated with К and Cs submonolayers // Supercond. Sci. Technol. 1994, V 7, p 486-490.

13. Benemanskaya G.V., Vikhnin V.S., Lapushkin M.N. Anomalous photoemission thresholdin higt-Tc oxide superconductor with Cs and К submonolayers // J. Supercond. 1994, V 7, p.489-491.

14. Benemanskaya G.V., Lapushkin M.N., Urbakh M.I. Surface states of submonolayer metal films studied by polarized light photoyield spectroscopy // Phys. Low-Dim. Struct. 1994, V 4/5, p.13-18.

15. Benemanskaya G.V., Lapushkin M.N., Gnedin Yu.N., Fraser G.W. The nature of the vectorial photoelectric effect in the threshold energy region // II Nuovo Cimento 1994, V 16, N 6, p. 599-609.

16. Benemanskaya G.V., Frank-Kamenetskaya G.E., Lapushkin M.N.," Near-Fermi level surface states induced by Cs adsorption on the Si(l 11)7x7 surface" Surf. Sci. 1995, V 331-333, p.552-556.

17. Benemanskaya G.V., Daineka D.V., Frank-Kamenetskaya G.E. Electronic structure of Ba and Cs overlayers on the Si(l 11)7x7 surface // Phys. Low. -Dim. Struct. 1995, V10/11, p.233-240.

18. Андронов A.H., Дайнека Д.В.,.Бенеманская Г.В, Франк-Каменецкая Г.Е. Электронная структура и адсорбционные свойства системы Cs/0/W(l 10) // ФТТ 1997, т.39, N9, с.1683-1686.

19. Benemanskaya G.V., Daineka D.V., Frank-Kamenetskaya G.E. Effect ofCs Adsorption on the W( 110) Surface with a Small Amount of

20. Oxygen // Proc. 4th Nordic Conference on Surface Science, Alesund, Norway, 1997, p. 150-151.

20. Vikhnin V.S., Benemanskaya G.V A model of vibronic interaction in quasi-2D system: cooperative pseudo-Jahn-Teller effect on a silicon surface with Ba submonolayers // Z. Phys. Chem. 1997 , V 201, p.175-180.

21. Vikhnin V.S., Benemanskaya G.V Rule of vibronic interactions in quasi-2D system: pseudo-Jahn-Teller effect on surface and on interface // Phys. Low-Dim. Struct. 1997, V 5/6, p. 23-30.

22. Бенеманская Г.В, Дайнека Д.В., Франк-Каменецкая Г.Е. Электронная структура ультратонких Cs покрытий на поверхности Si(100)2xl // Письма в ЖЭТФ 1997, т.65, N 9, с.699-702.

23. Бенеманская Г.В, Дайнека Д.В., Франк-Каменецкая Г.Е. Эффект разрушения и возникновения поверхностной металлизации в системе K/Si(l 11)7x7 // Письма в ЖЭТФ 1997, т. 66 , N 1, с. 27-30.

24. Benemanskaya G.V., Daineka D.V., Frank-Kamenetskaya G.E. Electronic Structure of the Ultrathin Cs/Si(100)2xl and Cs/Si(l 11)7x7 Interfaces in the Threshold Energy Region // Surf. Rev. Lett. 1998, V 5, N 1, p. 91-95.

25. Бенеманская Г.В, Дайнека Д.В., Франк-Каменецкая Г.Е. Электронная структура и локальные взаимодействия на поверхности Si(100)2xl с субмонослойными пленками Ва // ЖЭТФ 1998, т. 114, N 12, с. 2145-2152.

26. Benemanskaya G;V., Daineka D.V., Frank-Kamenetskaya G.E. Non-metallic behaviour of the ultrathin Cs/GaAs(001) - Ga-rich interface // Proc. Low Energy Polarized Electron Workshop, St.Petersburg 1998, p. 51-54.

27. Benemanskaya G.V., Daineka D.V., Frank-Kamenetskaya G.E. Electronic Properties of Metal-Covered Silicon Surfaces :Cs and Ba Overlayers on the Si(100)2xl and Si(l 11)7x7 Surfaces" Phys. Low.-Dim. Struct. 1999, N1/2, p.97-112.

28. Benemanskaya G.V., Daineka D.V., Frank-Kamenetskaya G.E Development of electronic band structure of the K-adsorbed Si(l 11)7x7 surface. // J. Phys.: Cond. Matter. 1999, V 11, p. 66796684.

29. Бенеманская Г.В, Евтихиев В.П., Франк-Каменецкая Г.Е. Электронные свойства ультратонких Cs-покрытий на поверхности GaAs(100), обогащенной Ga. // ФТТ 2000, т. 42, N 2, с. 175-179.

Содержание диссертации автор исследовательской работы: доктора физико-математических наук, Бенеманская, Галина Вадимовна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ЭЛЕКТРОННЫЕ СВОЙСТВА И КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛОВ, ПОЛУПРОВОДНИКОВ И ГРАНИЦ РАЗДЕЛА (обзор литературы)

1.1. Поверхность металлов.

1.2. Теоретические и экспериментальные исследования электронных свойств граней (100), (110), (111)

1.3. Границы раздела щелочной металл/и щелочноземельный металл / поверхность

1.4. Реконструированные поверхности 81(100)2x1 и 81(111)7x7.

1.5. Границы раздела щелочной металл/81(100)2x1 и / 81(111)7x7.

1.6. Атомная и электронная структура поверхности ОаА$( 100) и границы раздела СвАЗаАзООО).

1.7. Фотоэлектронная эмиссия как метод исследования поверхности твердого тела и границ раздела.

1.8. Выводы и постановка задачи.

ГЛАВА II. ПОРОГОВАЯ ФОТОЭМИССИОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Пороговая фотоэмиссия.

2.2. Теоретические основы пороговой фотоэмиссионной спектроскопии.

2.3. Применение пороговой фотоэмиссионной спектроскопии для исследования границ раздела металл-металл и металл-полупроводник.

2.4. Экспериментальная установка и методика ПФС.

2.5. Методика определения концентрации адсорбированных атомов и экспресс-анализ на наличие поверхностных зон вблизи уровня Ферми.

2.6. Получение чистых граней XV, реконструированных поверхностей 81(111)7x7 и 81(100)2x1 и поверхности ОаАз( 100), обогащенной йа.

ГЛАВА III. ПОРОГОВАЯ ФОТОЭМИССИОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ ГРАНИЦ РАЗДЕЛА CsAV, Ba/W

3.1. Концентрационные зависимости фотоэмисии при возбуждении s- и рполяризованным светом.

3.2. Спектры поверхностной фотоэмиссии при адсорбции Cs на гранях (100), (110) и (111)W.

3.3. Электронная структура границы раздела Ba/W(l 10).

3.4. Модификация спектра поверхностных состояний при адсорбции Cs и Ва на гранях W.

3.5. Аномалии векторного фотоэффекта для поверхности металла с субмонослойными покрытиями.

Введение диссертация по физике, на тему "Электронные свойства ультратонких границ раздела металл-металл и металл-полупроводник"

В современной физике поверхности твердого тела одним из важнейших и активно развивающихся направлений является исследование на атомном уровне процессов формирования границ раздела на поверхности металлов и полупроводников при взаимодействии с адсорбированными атомами [1-15]. Между электронными свойствами поверхности и ее химическим строением существует фундаментальная связь, исследование которой является одной из важнейших задач физики поверхности. Очевидно, что эта связь сохраняется и может быть выявлена более отчетливо, когда на поверхность адсорбируются чужеродные атомы, приводящие к формированию новых химических связей и модификации всей гаммы электронных свойств поверхности. Исследования таких процессов формирования границ раздела при взаимодействии с адсорбированными атомами проводятся по двум направлениям. Первое направление - изучение поверхности металлов и влияния адсорбции - является классическим и развивается уже более полувека. Второе, относительно молодое направление, испытывает в настоящее время стремительное развитие и является актуальным в связи с созданием новых мощных методов выращивания полупроводниковых монокристаллов, эпитаксиальных слоев и наноструктур, лежащих в основе микро и наноэлектроники.

В работе использовались оба эти направления, причем адсорбция щелочных металлов (ЩМ) К, Сз и щелочно-земельного металла (ЩЗМ) Ва в субмонослойном режиме являлась своего рода атомарным зондом для исследования процессов взаимодействия при формировании границ раздела металл-металл и металл-полупроводник. Основным подходом в работе являлось изучение закономерностей и выявление механизмов локальных взаимодействий на ряде поверхностей металлов и полупроводников с использованием ряда оригинальных экспериментальных методов.

Фундаментальные проблемы физики интерфейсных явлений непосредственно связаны с исследованиями электронных свойств, в частности электронных спектров, и их модификации в условиях формирования границ раздела, установлением взаимосвязи электронных и атомных свойств систем на основе монокристаллических граней полупроводников и субмонослойных металлических покрытий, нахождением поверхностных фазовых переходов, а также определением условий и механизмов поверхностной металлизации. Особое внимание уделяется исследованиям указанных процессов на различных реконструированных поверхностях 81, что обусловлено исключительной ролью и современными задачами кремниевых микро- и нанотехнологий.

Интенсивно развиваются также исследования актуальной поверхности (100)ОаАз. С точки зрения прикладных задач, моделирование и создание границ раздела металл/СаАз, является крайне важной проблемой в технологии устройств с отрицательным электронным сродством, барьеров Шоттки, фотоэмиттеров с высоким квантовым выходом, в получении спин-поляризованных пучков электронов. Кроме того, необходимо отметить актуальные направления, которые связаны с изучением интердиффузии и химических реакций между адсорбированными атомами металла и поверхностью полупроводника и специфической ролью металлов, особенно щелочных металлов, в ускорении реакций окисления и в усилении каталитических процессов.

Накопленный экспериментальный и теоретический материал свидетельствует о том, что наиболее сильные изменения свойств поверхности металлов и полупроводников происходят в начальной стадии формирования границы раздела, то есть в субмонослойном режиме адсорбции. При адсорбции металлов происходят локальные взаимодействия атомов с различными типами активных оборванных связей поверхности, то есть с собственными поверхностными состояниями, что сопровождается перераспределением электронной плотности и модификацией электронной структуры поверхности. Данные взаимодействия существенно отличаются от взаимодействий в объеме и могут, например, изменять характер адсорбционной связи от ионного до ковалентного на одной и той же поверхности. С развитием методов тонких структурных исследований было обнаружено, что адсорбированные атомы занимают на поверхности строго определенные позиции -адсорбционные места, могут образовывать цепочки или иные низкоразмерные структуры, инициировать реконструкцию поверхности и фазовые переходы.

При формировании интерфейсов наблюдаются разнообразные процессы, такие как понижение работы выхода и ионизационного потенциала, сдвиг и закрепление уровня Ферми, перестройка 21) электронного спектра, поверхностные переходы типа металл-изолятор и металлизация либо адслоя либо интерфейсного, более глубокого слоя. Характер адсорбционной связи, а также электронные свойства ненасыщенных связей поверхности полупроводников определяют электронную структуру границы раздела, поверхностные транспортные свойства, барьер Шоттки, преимущественные адсорбционные места, формирование двумерных структур.

Несмотря на то, что исследованию адсорбции атомов ЩМ и ЩЗМ на поверхности металлов, поверхностях кремния и арсенида галлия посвящено множество экспериментальных и теоретических работ, многие перечисленные выше вопросы до настоящего времени не решены. Следует отметить также, что изучение электронных свойств границ раздела заметно отстает от изучения их структурных свойств. Одна из причин заключается в том, что наиболее распространенный экспериментальный метод, позволяющий получить непосредственную информацию об электронной структуре -ультрафиолетовая фотоэмиссионная спектроскопия (УФЭС) - обладает ограниченными возможностями, а именно, недостаточным разрешением и крайне слабой интенсивностью по сравнению с фоном, для детального изучения электронной структуры границ раздела в наиболее актуальной энергетической области валентных состояний вблизи уровня Ферми и вершины валентной зоны.

Целью работы является создание нового фотоэмиссионного метода исследования электронных свойств и электронного спектра поверхностей, границ раздела металл-металл и металл-полупроводник; проведение с помощью нового метода исследований электронных свойств и их модификации в процессе формирования границ раздела в диапазоне субмонослойных покрытий; установление закономерностей и корреляций со структурными характеристиками подложки, идентификация границ раздела, установление типа электронной поверхностной структуры в зависимости от поверхностной концентрации адсорбированных атомов, поиск поверхностных переходов типа металл-изолятор и изучение их механизмов, определение природы поверхностной металлизации и характера адсорбционной связи, выявление роли подложки и адсорбата.

В связи с этим ставились следующие конкретные задачи:

• разработать новый фотоэмиссионный метод исследования электронной структуры поверхности и границ раздела, обладающий повышенной поверхностной чувствительностью и высоким оптическим разрешением (-0.01 эВ) в актуальной энергетической области валентных состояний вблизи уровня Ферми за счет снижения энергии возбуждения в пороговую область и использования поляризованного возбуждения - пороговую фотоэмиссионную спектроскопию,

• провести экспериментальное и теоретическое обоснование метода, установить механизмы взаимодействия б- и р-поляризованного света с объемом и поверхностью твердого тела,

• исследовать и определить природу векторного фотоэффекта для металлов с адсорбированными покрытиями,

• провести комплексные исследования закономерностей формирования границ раздела на актуальных поверхностях металлов и полупроводников Cs/ и Ва/ W(100); Cs/ и Ba/W(l 10), CsAV(lll), Cs/ и Ba/Si( 100)2x1; Cs/ , К/ и Ba/Si(l 11)7x7; Cs/GaAs(100)-Ga-rich в режиме субмонослойных покрытий.

Для каждой границы раздела предполагалось:

• получение электронного спектра поверхности как функции субмонослойного покрытия;

• определение работы выхода фи ионизационной энергии ф при различных покрытиях;

• для границ раздела металл-полупроводник определение покрытия Qmim соответствующего минимальной работе выхода фтт, и определение насыщающего покрытия 0sat,;

• детальный анализ модификации спектров поверхностной фотоэмиссии при нанесении субмонослойных покрытий с малым шагом по покрытию; ~

• поиск поверхностных зон, индуцированных адсорбцией;

• определение характера адсорбционной связи;

• поиск и исследование поверхностных переходов типа металл-изолятор и определение условий и природы поверхностной металлизации.

Научная новизна.

1. Метод пороговой фотоэмиссионной спектроскопии разработан, экспериментально и теоретически обоснован, и впервые применен для исследования электронных свойств широкого класса границ раздела как на основе металлических, так и полупроводниковых подложек в сверхвысоком вакууме in situ.

5. Впервые обнаружено различие фотоэмиссионных порогов при возбуждении е- и р-поляризованным светом границ раздела К/Б1( 111)7x7, 08/81(111)7x7, Ва/81(111)7x7, Св/Б^ 100)2x1, Ва/81(100)2х1, Сэ/ОаАзООО) , получены спектры поверхностной и объемной фотоэмиссии, определена ионизационная энергия как функция субмонослойного покрытия.

6. Впервые наблюдался пиннинг уровня Ферми при адсорбции К и Се на поверхности 81(111)7x7.

7. Впервые обнаружено существование индуцированных адсорбцией поверхностных переходов металл-изолятор для границ раздела К/ Се/ и Ва/81(111)7x7 и изолятор-металл для границ раздела К/ и Сз/81(111)7x7.

8. Впервые установлено существование поверхностных состояний, индуцированных адсорбцией, для границ раздела Сэ/^ЮО), Св/ЩНО), СэЛУОП), ВаЛУ(110); К/ 81(111)7x7, Се/ 81(111)7x7 и Ва/81(111)7x7; Сз/81(100)2х1 , Ва/81(100)2х1 и С8/ОаА8(100).

9. Впервые обнаружены фотоэмиссионные пики плазменных возбуждений при адсорбции Сэ в диапазоне покрытий, больших чем 0.8монослоя, на поверхности ОаАх(ЮО), обогащенной ва.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Метод исследования электронных свойств поверхности и границ раздела металл-металл и металл-полупроводник с применением 8- и р-поляризованного порогового возбуждения - метод пороговой фотоэмиссионной спектроскопии.

2. Механизмы возбуждения объемной фотоэмиссии и фотоэмиссии с поверхностных состояний: возбуждение Б-поляризованным светом и тангенциальной компонентой электрического вектора р- поляризованного света вызывает фотоэмиссию из объема; возбуждение нормальной компонентой электрического вектора р- света вызывает фотоэмиссию с поверхностных состояниий. Модели фотоэмиссионных процессов и расчеты фундаментальных параметров поверхностных состояний.

4. Обнаружение поверностных состояний, индуцированных адсорбцией Сх и Ва на реконструированных поверхностях 81(111)7x7, 81(100)2x1, на гранях адсорбцией К на 81(111)7x7, а также адсорбцией Сз на поверхности С}аЛз(100), обогащенной Оа.

5. Установление зависимости спектра поверхностных состояний, индуцированных адсорбцией Сз или Ва на гранях \У, от электронной конфигурации адсорбата и зависимости энергетического положения собственных поверхностных состояний граней ЭД' от поверхностной концентрации адсорбата.

6. Обнаружение эффекта различия величин фотоэмиссионных порогов Ьув («поляризованное возбуждение) и Иур (р- поляризованное возбуждение), возникновение которого обусловлено присутствием заполненных поверхностных состояний в запрещенной зоне полупроводника.

7. Принципиальное различие процессов формирования границ раздела на поверхностях 81(100)2x1 и 81(111)7x7 при адсорбции К, Сэ и Ва. Электронные свойства границ раздела Сз/81( 100)2x1 и Ва/81( 100)2x1 определяются в основном димерной реконструкцией подложки, а электронные свойства границ раздела К781(111)7x7, Сз/81(111)7x7 и Ва/81(111)7x7 зависят преимущественно от электронной структуры адсорбата.

8. Механизм формирования границ раздела Сз/81(100)2x1 и Ва/81(100)2x1, состоящий в последовательной адсорбции Се и Ва на две неэквивалентные позиции в элементарной ячейке 2x1, что приводит к появлению двух индуцированных поверхностных зон и образованию при монослойном покрытии границ раздела полупроводникового характера.

9. Эффект разрушения поверхностной металлизации атомарно-чистой поверхности 81(111 )7х7 на начальных стадиях адсорбции К, Сэ и Ва, природа которого обусловлена локализацией заряда за счет заполнения оборванных связей "адатомов 81".

10. Процесс адсорбции Сз на атомарно-чистой поверхности ОаАзООО), обогащенной ва, включает:

• первую фазу адсорбции с сильной Сэ-Оа связью, обусловленную локальным взаимодействием С 8- атомов с оборванными связями ва,

• вторую фазу адсорбции со слабой Сэ-Св связью, которая характеризуется появлением квази-2В и/или квази ЗБ Се кластеров и СБ-поверхностного плазмона.

Установлено, что на любой фазе адсорбции граница раздела Сз/ОаА8(100) имеет полупроводниковый характер вплоть до монослойного покрытия цезия.

Работа выполнена в лаборатории Оптики Поверхности отдела Оптики Твердого Тела ФТИ им. А.Ф.Иоффе РАН. Автор считает своим приятным долгом выразить искреннюю признательность член-корреспонденту РАН A.A. Каплянскому и профессору А.Н. Титкову за многолетнюю поддержку. Автор благодарит профессора М.И.Урбаха, профессора О.П.Бурмистрову, профессора B.C. Вихнина, доцента Г.Э. Франк-Каменецкую, профессора А. Либша, научного сотрудника Д.В. Дайнека, за плодотворное сотрудничество, а также коллектив лаборатории Оптики Поверхности ФТИ им. А.Ф. Иоффе за помощь и поддержку, которая способствовала выполнению данной работы.

Посвящается моим родителям В.Г. Бенеманскому и Е.П. Бенеманской, без помощи и любви которых данная работы была бы невозможна.

Заключение диссертации по теме "Физика конденсированного состояния"

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

2. Обнаружен эффект качественного различия фотоэмиссии при возбуждении s- и р-поляризованным светом и эффект различия фотоэмиссионных порогов hvs и hvp для границ раздела Cs/ и Ba/Si( 100)2x1; К /, Cs / и Ва /Si(l 11)7x7; Cs/GaAs( 100), обогащенная Ga.

4. Впервые обнаружены поверхностные состояния, индуцированные адсорбцией Cs и Ва на W. В широком диапазоне покрытий изучена трансформация спектра поверхностных состояний, включая собственные и индуцированные. На всех гранях W обнаружено образование одной индуцированной зоны в случае адсорбции Cs и двух зон в случае адсорбции Ва на W(110).

5. Впервые для поверхности металла при контролируемом спектре поверхностных состоянии (для системы Cs/W(110)) исследован ВФЭ. Установлена природа аномального ВФЭ, определяемая в пороговой области р-поляризованным возбуждением поверхностных состояний.

6. Впервые для границ раздела K/Si(l 11)7x7, Cs/Si(l 11)7x7, Ba/Si(l 11)7x7, Cs/Si( 100)2x1, Ba/Si( 100)2x1, Cs/GaAs(100) получены спектры поверхностной и объемной фотоэмиссии, определена ионизационная энергия как функция субмонослойного покрытия.

7. Впервые наблюдался пиннинг уровня Ферми при адсорбции К и Cs на поверхности Si(l 11)7x7.

8. Впервые обнаружено существование поверхностных переходов металл-изолятор для границ раздела К/ Cs/ и Ba/Si(l 11)7x7 и изолятор-металл для границы раздела К/ и Cs/Si(l 11)7x7 при субмонослойных покрытиях.

9. Впервые установлено существование поверхностных состояний, индуцированных адсорбцией, для границ раздела К/ 81(111)7x7, Се/ 81(111)7x7 и Ва'БЦ 111 )7х7, Св/Б^ 100)2x1, Ва/81( 100)2x1 и Сз/ОаА8( 100).

10. Установлено, что спектр индуцированных поверхностных состояний для границ раздела СвЛУ и ВаЛУ преимущественно зависит от электронной конфигурации адсорбата, и спектр собственных поверхностных состояний преимущественно зависит от поверхностной концентрацией адатомов.

11. Впервые установлено качественное различие механизмов формирования границ раздела на поверхностях 81(100)2x1 и 81(111)7x7 при адсорбции К, Сэ и Ва. При этом электронные свойства границ раздела Сэ/81(100)2x1 и Ва/81(100)2х1 определяются в основном свойствами подложки, а раздела К/81( 111)7x7, Сз/81(111)7x7 и Ва/81(111)7x7 зависят преимущественно от электронной структуры адсорбата.

12. Определены механизмы формирования границ раздела Сб/81( 100)2x1 и Ва/81(100)2х1 и установлена последовательная адсорбция атомов на неэквивалентные позиции, что приводит к появлению двух индуцированных поверхностных зон и к полупроводниковому характеру интерфейса.

13. Обнаружен эффект разрушения поверхностной металлизации на начальных стадиях формирования границ раздела К/, Ва/ и Сз/81(Ш)7х7. Исследование эффекта показало, что переход металл-изолятор происходит за счет локализации заряда и заполнения оборванных связях " адатомов 81" при адсорбции 6 адатомов. Последующие стадии формирования границ раздела приводят к металлизации в адсорбированном слое К и Сэ за счет перехода Мотта .

14. Процесс адсорбции Сэ на атомарно-чистой поверхности СаА$(100), обогащенной ва, включает:

• первую фазу адсорбции с сильной Сэ-ва связью, обусловленную локальным взаимодействием Сэ- атомов с оборванными связями ва,

• вторую фазу адсорбции со слабой Сз-Сз связью, которая характеризуется появлением квази-2Б и/или квази ЗВ Сз кластеров и Св-поверхностного плазмона.

256

16. Установлено, что на первой фазе адсорбция Се приводит к существенному уменьшению плотности поверхностных состояний в запрещенной зоне, а на второй фазе адсорбция Се приводит к увеличению плотности состояний в запрещенной зоне. На любой фазе адсорбции граница раздела Св/СаАз^ОО) имеет полупроводниковый характер вплоть до монослойного покрытия цезия.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

СТАТЬИ

AI. Бенеманская Г.В., Лапушкин М.Н. Поляризационная зависимость фотоэмиссии электронов системы W(110)- Ва при субмонослойных покрытиях // Письма ЖЭТФ, 1985, V41,N 10, рр432-434.

А2. Бенеманская Г.В., Лапушкин М.Н. "Поверхностные электронные состояний субмонослойных пленок Cs На гранях (110) и (100) W" Письма ЖЭТФ, 1987, V 45, N9, рр423- 425.

A3 Бенеманская Г.В., Бурмистрова О.П., Лапушкин М.Н. Формирование двумерных электронных зон в системе W(110) - Ва при субмонослойных покрытиях // ФТТ, 1987,V 29, N6, рр1646- 1651.

A4. Benemanskaya G.V., Burmistrova О.Р., Lapushkin M.N. Electronic surface states of submonolayer Cs and Ba films on (100), (110), (lll)W // Phys.Lett А 1989, V 137, ppl39-143.

A5. Бенеманская Г.В., Лапушкин М.Н. Аномалии векторного фотоэффекта системы W(110)-Cs присубмонослойных покрытиях // Письма ЖЭТФ 1989, т. 49, N 9, рр515-517.

А6. Бенеманская Г.В., Лапушкин М.Н. Способ определения энергии двумерных электронных зон поверхности металла // Авторское свидетельство N 1556463 с приоритетом 03.10.88г.

А7. Бенеманская Г.В., Лапушкин М.Н. Способ определения энергии двумерных электронных зон субмонослойной пленки щелочного или щелочно-земельного металла на металлической подложке // Авторское свидетельство N 1575845 с приоритетом 03.10.88г.

А8. Бенеманская Г.В.,.Бурмистрова О.П, Лапушкин М.Н. Электронные состояния на поверхности металлов с субмонослойными покрытиями. // Сб Основные результаты научной деятельности 1989/90 ФТИ АН СССР, г. Ленинград 1991, рр126-128.

А9. Бенеманская Г.В., Лапушкин М.Н., М.И.Урбах Возможности пороговой фотоэмиссии для изучения поверхностных состояний субмонослойных металлических пленок // ЖЭТФ 1992, т. 102, N5, рр 1664-1673.

А10. Бенеманская Г.В., Лапушкин М.Н. Спектры поверхностной фотоэмиссии системы W(110) - Ва // Письма ЖЭТФ 1993, т. 58, N9, рр730-733.

All. Liebch A., Benemanskaya G.V., Lapushkin M.N. Near-threshold enhancement in photoemission from alkali-metal overlayers // Surf. Sci. 1994, V 302, pp303-308.

A12. Benemanskaya G.V., Vikhnin V.S., Lapushkin M.N. Photoemission threshold of Bi2Sr2CaCu208 crystal coated with К and Cs submonolayers // Supercond. Sci. Technol. 1994, V 7, pp 486-490.

A13. Benemanskaya G.V., Vikhnin V.S., Lapushkin M.N. Anomalous photoemission thresholdin higt-Tc oxide superconductor with Cs and К submonolayers // J. Supercond. 1994, V 7, pp489-491.

A14. Benemanskaya G.V., Lapushkin M.N., Urbakh M.I. Surface states of submonolayer metal films studied by polarized light photoyield spectroscopy // Phys. Low-Dim. Struct. 1994, V 4/5, ppl3-18.

A15. Benemanskaya G.V., Lapushkin M.N., Gnedin Yu.N., Fraser G.W. The nature of the vectorial photoelectric effect in the threshold energy region // II Nuovo Cimento 1994, V 16, N6, 599-609.

A16. Benemanskaya G.V., Frank-Kamenetskaya G.E., Lapushkin M.N.,1' Near-Fermi level surface states induced by Cs adsorption on the Si(l 11)7x7 surface" Surf. Sci. 1995, V 331333, pp552-556.

A17. Benemanskaya G.V., Daineka D.V., Frank-Kamenetskaya G.E. Electronic structure of Ba and Cs overlayers on the Si(l 11)7x7 surface // Phys. Low. -Dim. Struct. 1995, V10/11, pp233-240.

A18. Андронов A.H., Дайнека Д.В.,.Бенеманская Г.В, Франк-Каменецкая Г.Е. Электронная структура и адсорбционные свойства системы Cs/0/W(l 10) // ФТТ 1997, т.39, N9, 1683-1686.

А19. Benemanskaya G.V., Daineka D.V., Frank-Kamenetskaya G.E. Effect of Cs Adsorption on the W(110) Surface with a Small Amount of Oxygen // Proc. 4th Nordic Conference on Surface Science, Alesund, Norway, 1997, pp. 150-151.

A20. Vikhnin V.S., Benemanskaya G.V A model of vibronic interaction in quasi-2D system: cooperative pseudo-Jahn-Teller effect on a silicon surface with Ba submonolayers // Z. Phys. Chem. 1997 , V 201, ppl75-180.

А21. Vikhnin V.S., Benemanskaya G.V Rule of vibronic interactions in quasi-2D system: pseudo-Jahn-Teller effect on surface and on interface // Phys. Low-Dim. Struct. 1997, V 5/6, pp 23-30.

A22. Бенеманская Г.В, Дайнека Д.В., Франк-Каменецкая Г.Е. Электронная структура ультратонких Cs покрытий на поверхности Si(100)2xl // Письма в ЖЭТФ 1997, т.65, N 9, рр 699-702.

А23. Бенеманская Г.В, Дайнека Д.В., Франк-Каменецкая Г.Е. Эффект разрушения и возникновения поверхностной металлизации в системе K/Si(l 11)7x7 // Письма в ЖЭТФ 1997, т. 66 , N 1, рр 27-30.

А24. Benemanskaya G.V., Daineka D.V., Frank-Kamenetskaya G.E. Electronic Structure of the Ultrathin Cs/Si( 100)2x1 and Cs/Si(ll 1)7x7 Interfaces in the Threshold Energy Region // Surf. Rev. Lett. 1998, V 5, N 1, pp 91-95.

A25. Бенеманская Г.В, Дайнека Д.В., Франк-Каменецкая Г.Е. Электронная структура и локальные взаимодействия на поверхности Si( 100)2x1 с субмонослойными пленками Ва//ЖЭТФ 1998, т. 114, N 12, рр 2145-2152.

А26. Benemanskaya G.V., Daineka D.V., Frank-Kamenetskaya G.E. Non-metallic behaviour of the ultrathin Cs/GaAs(001) - Ga-rich interface // Proc. Low Energy Polarized Electron Workshop, St.Petersburg 1998, pp 51-54.

A27. Benemanskaya G.V., Daineka D.V., Frank-Kamenetskaya G.E. Electronic Properties of Metal-Covered Silicon Surfaces :Cs and Ba Overlayers on the Si( 100)2x1 and Si(l 11)7x7 Surfaces" Phys. Low.-Dim. Struct. 1999, N1/2, pp97-112.

A28. Benemanskaya G.V., Daineka D.V., Frank-Kamenetskaya G.E Development of electronic band structure of the K-adsorbed Si(l 11)7x7 surface. // J. Phys.: Cond. Matter. 1999, V 11, pp 6679-6684.

A29. Бенеманская Г.В, Евтихиев В.П., Франк-Каменецкая Г.Е. Электронные свойства ультратонких Cs-покрытий на поверхности GaAs(100), обогащенной Ga. // ФТТ 2000, т. 42, N2, рр 175-179.

ТРУДЫ КОНФЕРЕНЦИЙ

А30. Бенеманская Г.В., Лапушкин М.Н. Поверхностныеэлектронные состояния $Ва$ и Cs на грани W(110). //Всесоюзная школа по физике поверхности. Тезисы докладов, Черноголовка, 1986, С. 57 А31. Бенеманская Г.В., Лапушкин М.Н. Влияние поляризациифотовозбуждения на эмиссию электронов с грани W(110) присубмонослойных пленках Ва и Cs // VI Всесоюз. симпозиум повторично-электронной, фотоэлектронной эмисии и спектроскопии твердого тела. Тез. докл. Рязань, 1986, С. 74-75 А32. Бенеманская Г.В., Лапушкин М.Н. Проявлениеповерхностных состояний системы W(110)-Ba в фотоэмиссии прполяризованном возбуждении.//Всесоюзная конф. По диагностики поверхности. Тезисы докл. Каунас, 1986, С. 33 АЗЗ. Бенеманская Г.В., Лапушкин М.Н. лектронныеповерхностные состояния, индуцированные адсорбцией Cs на W(100)h (110). // XX Всесоюз. конф. по физической электронике. Тезисы докладов Киев, 1987, Т. 1, С. 80 А34. Бенеманская Г.В., Лапушкин М.Н. Роль поляризации и длины волны света в возбуждении поверхностных электронных состояний, индуцированных адсорбцией Cs на гранях вольфрама (111), (110) и (100). // VII Всесоюз. конф. повзаимодействию оптического излучения с веществом. Тезисы докладов Ленинград, 1988, С. 317 А35. Бенеманская Г.В., Лапушкин М.Н. Модификация спектра поверхностных состояний монокристалллических граней (100), (110)и (111) вольфрама при субмонослойных покрытиях. // XX Всесоюз.съезд по спектроскопии. Тезисы докладов Киев, 1988, 4.2, С.203

А36. Benemanskaya G.V., Burmistrowa О.Р., Lapushkin M.N. Surface electronic states of submonolayer Cs and Ba films on W(100), (110) and (111) faces. //1 Oth European Conf. Surface Science. Italy, 1888 , Abstracts, P. 100 A37. Бенеманская Г.В., Лапушкин М.Н. Модификацияэлектронных состояний поверхности при субмонослойных покрытияхВа или Cs. // Всесоюзная конференция "Поверхность-89". Тезисы докладов Черноголовка, 1989, С. 88 А38. Бенеманская Г.В., Лапушкин М.Н. Аномалии векторного фотоэффекта при наличии двумерных поверхностных состояний. // Всесоюзная конференция "Поверхность-89". Тезисы докл.Черноголовка, 1989, С. 183

А39. Бенеманская Г.В., Бурмистрова О.П., Лапушкин М.Н. Электронные состояния на поверхности металлов с субмонослойнымипокрытиями. // VII Всесоюный. симпозиум по вторично-электронной, фотоэлектронной эмисии и спектроскопии твердого тела. Тезисы докладов, Ташкент, 1990, С. 83-84 А40. Бенеманская Г.В., Лапушкин М.Н., Урбах М.И. Пороговая фотоэмиссия при наличии двумерных электронных состояний. // XXI Всесоюзная конференция по эмиссионной электронике. Тезисы докладов, Ленинград, 1991, Т. 2, С. 24 А41. Benemanskaya G.V., Lapushkin M.N., Urbakh M.I. Surface states of submonolayer metal films studied by polarized lightphotoyield spectroscopy. // 1st Int. Conf." Physics, of Low-Dimensional Structures". Abstrats. Russia, Chernogolovka, 1993, P.93 A42. Benemanskaya G.V., Frank-Kamenetskaya G.E., Lapushkin M.N., Near-Fermi level surface states induced by Cs adsorption on the Si(l 11)7x7surface, Proc. ECOSS-14, Leipzig, Germany, 1994, Abstracts, p. 176. A43. Benemanskaya G.V., Daineka D.V., Frank-Kamenetskaya G.E. Near-Fermi level surface structure of the Ba/Si(l 11)7x7 interface at submonolayer coverages // Proc. 13-th Intern. Vacuum Congress., Yokohama, Japan, 1995, Abstract, p430. A44. Benemanskaya G.V., Daineka D.V., Fraser G.W. Lapuchkin M.N. The nature of surface photoemission and vectorial photoelectric effect for the K/Si(l 11)7x7 system // Proc. 13-th Intern. Vacuum Congress., Yokohama, Japan, 1995, Abstract, p 431. A45. Benemanskaya G.V., Daineka D.V., Frank-Kamenetskaya G.E. Electronic structure of Ba and Cs overlayers on the Si(l 11)7x7 surface // Proc. 2nd InternationalConference "Physics of Low -Dimentional Structures", (PLDS-2) Dubna, Russia, 1995, A45. A46 Benemanskaya G.V., Frank-Kamenetskaya G.E. Near-Fermi level surface structure of the Ba/Si(l 11)7x7 interface at submonolayer coverages // Proc. 23rd Conference on the Physics and Chemistry of Semiconductor Interfaces, La Jolla, California, 1996 A47. G.V.Benemanskaya, D.V.Daineka, G.E.Frank-Kamenetskaya. Electronic Structure of the Ultrathin Cs/Si( 100)2x1 and Cs/Si(l 11)7x7 Interfaces in the Threshold Energy Region. // 5th Intern. Conf. on Structure of Surfaces, France, 1996, Abstract Th.069.P6. A48. G.V.Benemanskaya, D.V.Daineka, G.E.Frank-Kamenetskaya. Adsorption of Ba on the Si(l 11)7x7 and Si( 100)2x1 Surfaces. // 16th European Conf. on Surface Science, Genova, Italy, 1996, Abstract TuA15.45.

262

A49. V.S.Vikhnin, G.V.Benemanskaya A model of vibronic interaction in quasi-2D system: cooperative pseudo-Jahn-Teller effect on a silicon surface with Ba submonolayers. // XIII Intern. Symposium on Electrons and Vibrations in Solids and Finite Systems, Berlin , Abstracts PI. 13, 1996.

A50. G.V.Benemanskaya, D.V.Daineka, G.E.Frank-Kamenetskaya. Effect of Cs Adsorption on the W(110) Surface with a Small Amount of Oxygen, 4th Nordic Conf. on Surface Science, Alesund, Norway, May , 1997.

A51. G.V.Benemanskaya, D.V.Daineka, G.E.Frank-Kamenetskaya. Non-metallic behaviour of the ultrathin Cs/GaAs(001) - Ga-rich interface. // Low Energy Polarized Electron Workshop, St.Petersburg, 1998, Book of Abstract, p22.

A52. Vikhnin V.S., Benemanskaya G.V. A model of surface cluster behaviour : photoemission from the Cs-covered GaAs(lOO) Ga-rich surface. // 18th European Conf. on Surface Science (ECOSS-18), Vienna, Austria, 1999, Abstract Tu-P-171.

A53. Frank-Kamenetskaya G.E, Benemanskaya G.V. Cs adsorption on the GaAs (100) Ga-rich surface. // 18th European Conf. on Surface Science ( ECOSS-18) , Vienna, Austria, 1999, Abstract We-116

A54. Benemanskaya G.V. Electronic properties of metal-covered silicon surface : Cs and Ba overlayers on the Si(100) 2x1 and Si(l 11)7x7 surfaces. // Proc. XIV Inter. Conf. "Spectroscopy of molecules and crystals" Odessa, Ukraine 1999, p 31.

6.3. Заключение

1. Метод ПФС применен для изучения электронной структуры границы раздела Сз/ОаАйО 00), обогащенной Оа, что позволило впервые обнаружить фотоэмиссию с поверхностных состояний и детально исследовать модификацию спектра поверхностной фотоэмиссии .

2. Перестройка спектра позволяет определить две фазы адсорбции с сильной Сз-Са и слабой Сб-Сб связью. Определено, что Се покрытие, соответствующее минимуму ионизационной энергии составляет ~ 0.7МЬ, что является покрытием, при котором насыщаются все оборванные связи Оа на димерно-реконструированной поверхности Сэ/СаАзООО), обогащенной Оа. Минимум ионизационной энергии определен как 1.45 эВ.

3. В первой фазе адсорбции обнаружены две индуцированные Сб-зоны. Наличие двух зон показывает, что адсорбция осуществляется на две неэквивалентные позиции на димерах ва.

4. Первая фаза завершается при достижении покрытия ~ 0.7МЬ, и соответствует насыщению всех оборванных связей Оа на поверхности ОаАэЦОО), обогащенной Са.

5. Во второй метастабильной фазе обнаружено резкое возрастание плотности поверхностных состояний в запрещенной зоне и обнаружено формирование нескольких 1.9 эВ, 2.05эВ, 2.17эВ, 2.4 эВ, 2.78 эВ широких фотоэмиссионных пиков. Природа пиков Р1 (2.4 эВ) и Р 2 (2.78 эВ) связана с возбуждением поверхностного и объемного Сэ плазмонов, соответственно. Низкоэнергетические пики возможно связаны с образованием квази Ю и/или квази 31) метастабильных Сэ кластеров.

6. Установлено, что на любой фазе адсорбции граница раздела Сз/СаА8( 100) Са-псЬ имеет полупроводниковый характер.

Список источников диссертации и автореферата по физике, доктора физико-математических наук, Бенеманская, Галина Вадимовна, Санкт-Петербург

1. Зенгуил Э. Физика поверхности. // Москва, Мир 1990, 536 с.

2. Бехштедт Ф., Эндерлайн Р. Поверхности и границы раздела полупроводников. // Москва, Мир 1990, 488с.

3. Munch W. Semiconductor surfaces and interfaces. Eds.: Ertl G., Gomer R., Mills D.L. // Springer Verlag, Berlin, Heidelberg 1993, 366p.

4. Вудраф Д., Делчар Т. Современные методы исследования поверхности. // М., Мир 1989, 564 с.

5. Physics and chemistry of alkali metal adsorption. Editors Bonzel H.P., Bradshaw A.M., Ertl G.// Elsevier, Amsterdam-Oxford-New York-Tokyo 1989, 486p.

6. Теория хемосорбции. Ред. Смит Дж. // Москва, Мир 1983, 336с.

7. Либш А. Фотоэлектронная спектроскопия с угловым разрешением.В кн. Электронная и ионная спектроскопия тведых тел. Ред. Фирмане Л., Венник Дж., Декейсер В. // Москва, Мир 1981, с 98-151.

8. Теория неоднородного электронного газа. Ред. Лундквист С., Марч Н. // Москва, Мир 1987,400с.

9. Маан Дж. Теория фотоэмиссии. //В кн. Электронная и ионная спектроскопия тведых тел. Ред. Фирмане Л., Венник Дж., Декейсер В. //Москва, Мир 1981, с. 9-60

10. Спайсер В. Применение синхротронного излучения в УФЭС. // В кн. Электронная и ионная спектроскопия тведых тел. Ред. Фирмане Л., Венник Дж., Декейсер В. // Москва, Мир 1981, с. 61-97

11. Бродский A.M., Гуревич Ю.А. Теория электронной эмиссии из металлов. // Москва, Наука 1973, 256 с.

12. Бродский A.M., Урбах М.И. Электродинамика границы метал -электролит. // Москва, Наука 1989,296 с.

13. Добрецов Л.Н., Гомоюнова М.В. Эмиссионная электроника. // Москва, Наука 1966, 564 с.

14. Немошкаленко В.В., Антонов В.Н. Методы вычислительной физики в теории твердого тела: Зонная теория металлов. // Киев, Наукова Думка 1985, 407с.

15. Фоменко B.C. Эмиссионные свойства материалов. // Киев, Наукова Думка 1981, 339с.

16. Hoenberg A., Kohn W. Inhomogeneous gas. // Phys. Rev. В 1964, v. 136, N 3, рр.864-871.

17. Kohn W., Sham L.J. Self-consistent equation including exchange and correlation effect. //Phys. Rev. A 1965, v. 140, N 4, pp.1133-1138.

18. Cerrina F., Anderson J.R., Lapeyere G.L, Bisi O., Calandra C. W (111): Angle-resolved photoemission from the clean and H2 covered surface. // Phys. Rev. B 1982, v. 25, N 8, P. 4949-4961.

19. Lang N.D. Self-consistent properties of the electron distribution at a metal surface. // Sol. St. Comm. 1969, v. 7, N 15, pp. 1047-1059.

20. Wimmer E., Freeman A.J., Hiskes I.R., Karo A.M. All-electron local-density-functional theory of alcali-metal bonding on transition-metal surfaces: Cs on W (001). // Phys. Rev. B 1983, v. 28, N 6, pp. 3074-3091.

21. Onishi S., Freeman A.J., Wimmer E. Bonding of surface states on W (001): All-electron local-density functional study. // Phys. Rev. B 1984, v.29, N 10, pp.5267-5278.

22. Jepsen O., Jones R.O. Surface barrier in W (110). I Self -consistent film calculation. // Phys. Rev. B 1986, v. 34, N 10, pp. 6695-6698.

23. Posternak M., Krakauer H., Freeman A.J., Koelling D.D. Self- consistent electronic stucture of surfaces: Surface states and surface resonances on W (001). // Phys. Rev. B 1980, v. 21, N 12, pp. 5601-5612.

24. Posternak M., Krakauer H., Freeman A.J. Self-consistent electronic stucture of the contracted tungsten (001) faces. Phys. Rev. B 1982, v. 25, N 2, pp. 755-761.

25. Mattheis L.E., Hamman D.R. Bulk and surface electronic structure of hexagonal WC. // Phys. Rev. B 1984, v. 30, N 3, pp. 1731-1738.

26. Holmes M.I., King D.A., Inglesfield J.E. Charakterization and transferbility of surface states. //Phys. Rev. Lett. 1979, v. 42, N 6, pp. 394-397.

27. Waclawski B.J., Plummer E.W. Photoemission obserwation surface states of tungsten. / /Phys. Rev. Lett. 1972, v. 29, N 12, pp. 783-786A.

28. Feuerbacher B., Fitton B. Photoemission from surface states on tungsten. // Phys. Rev. Lett. 1972, v. 29, N 12, pp. 786-789.

29. Feuerbacher B., Fitton B. Directional photoemission from three tungsten single-crystal faces. // Phys. Rev. Lett. 1973, v. 30, N19, pp 923-926.

30. Feuerbacher B., Fitton B. Some polarization effects in photoemission from cubic cristals. // Sol. St. Comm. 1974, v. 15, N 2, pp. 295-299.

31. Feuerbacher B., Christensen N.E. Volume and surface photoemission from tungsten II. Experiment. // Phys. Rev. B 1974, v. 10, N 6, pp. 2373-2390.

32. Feuerbacher B., Willis R.F. Photoemission line shape of the surface states on W (100). // Phys. Rev. Lett. 1976, v. 37, N 7, pp. 446-449.

33. Lapaere G.L., Smith R.J., Anderson J. Angle-resolved synchrotron photoemsission of clean and chemosorbed surface. // J. Vac. Sci. Technol. 1977, v. 14, N 1, pp. 384-390.

34. Weng S.-L., Plummer E.W. Experimental and theoritical study of surface resonances on the ( 100) faces of W and Mo. // Phys. Rev. B 1978, v. 18, N 4, pp. 1718-1740.

35. Holmes M.I., Gustafsson T. Dispersion of surface states on W (100) and surface reconstruction. // Phys. Rev. Lett. 1981, v. 47, N 6, pp.443-446.

36. Avci R., Lapayere G.J. Observation of surface photoeffect for an adsórbate: oxygen on W(100) and W(110). // Sol. St. Comm. 1985, v.53, N 10, pp.897-900.

37. Soukiassian P., Riwan R., Lecante J., Wimmer E., Chubb S.R., Freeman A.J. Adsorbate-induced shifts of electronic surface states: Cs on the (100) faces of tungsten, molibdenium and tantalum. // Phys. Rev. B 1985,v. 31, N 8, pp 4911-4923.

38. Kiejna A., Wojciecowski K.F. Work function of metals: relation between theory and expreiment. //Prog. Surf. Sci. 1981, v. 11, N 4, pp 293-347.

39. Aruga T., Murata Y. Alcali-metal adsorption on metals. // Progr. Surf. Sci. 1989, v. 31, N 1/2, pp 61-130.

40. Gurney R.W. Theory of electrical double layers in adsorbed films. // Phys. Rev. 1935, v.47, N 6, pp. 479-482 .

41. Serena P.A., Solver J.M., Garcia N., Batra I.P. Work-function of metals upon alcali-metal adsorption: overlayer relaxation. //Phys. Rev. B 1987, v. 36, N 6, pp. 3452-3454.

42. Wojciechowski K.F. Electron properties of alcali submonolayers on a metal substrate. // Surf. Sci. 1976, v. 55, N 1, pp. 246-258.

43. Bullet D.W. Surface electron structure of the Cu (111)/ Na adsorption system. // Sol. St. Commun. 1981, v. 38, N 4, pp. 291-295.

44. Benesh G.A, Krakauer H., Ellis D.E., Posternak M. Na chemosorption on the Al (001) surface. // Surf. Sci. 1981, v. 104, N 2/3, pp.599-608.

45. Chubb S.R, Wimmer E., Freeman A.J., Hiskes I.R., Karo A.M. All-electron local-density-functional theory of alcali-metal adsorption on transition surfaces: Cs on Mo (001). // Phys. Rev. B 1987, v. 36, N 8, pp. 4112-4122.

46. Plummer E.W., Young K.D. Field emission studies of electronic energy levels of adsorbed atoms. // Phys. Rev. В 1970, v. 1, N 5, pp. 2088-2109

47. Иванов B.A., Кирсанова T.A., Тумарева T.A. Автоэмиссионная спектроскопия вольфрама, покрытого слоями бария и окиси бария. // ФТТ 1981, v. 23, N 3, с. 664-668.

48. Woratschek В., Sesselman W., Kuppers J., Ertl G., Haberland К., 4s valence level of adsorbed К atom probed by metastable He deexcitation spectroscopy. // Phys. Rev. Lett. 1985, v. 55, N 11, pp. 1231-1234.

49. Lindgren S.A., Wallden L. Cu surface states and Cs valence electrons in photoelectron spectra from the Cu (111)/ Cs adsorption system. // Sol. Stat. Comm. 1978, v. 28, N 3, pp. 283-286.

50. Lindgren S.A., Wallden L. Photoemission of electrons at the Cu(lll)/Na interface. //Sol. Stat Comm. 1980, v. 34, N 8, P. 671-673.

51. Cousty J., Riwan R., Soukiassian P., Mila F. Sodium-induced modifications in the electronic structure of the W(100) surface. //J. Phys. С 1986, v. 19, N 16, pp. 2883-2391.

52. Медведев В.К., Якивчук А.И. Структура и электронно адсорбционные свойства пленок цезия на грани (111) монокристалла W. // ФТТ 1975, v. 17, N 1, сс. 14-22.

53. Fedorus A.G., Naumovets A.G. Cesium on tungtsen (011) face: structure and work function. // Surface Sci. 1970, v. 21, N 2, pp. 426-439.

54. Fedorus A.G., Naumovets A.G., Vedula Yu.S. Adsorbed barium films on tungsten an molibdenium (001) face. // Phys. Stat. Sol. (a) 1972, v. 13, N 2, pp. 445-456.

55. Hemstreet L.A., Chubb S.R. Electronic structure of c(2x2) Ba adsorbed on W (001). // Phys. Rev. В 1993, v. 47, N 12, pp. 10748-10753.

56. Ishida H, Terakura K. Coverage dependence of the work function and charge transfer on the alkali-metal-jellium surface. // Phys. Rev. В 1987, v. 36, N 8, pp. 4510-4513.

57. Ishida H. Theory of the alcali-metal chemosorption on metal surface. // Phys. Rev. В 1988, v. 38, N 12, pp. 8006-8021.

58. Ishida H. Electronic sructure of alkali-metal overlayers on the semi-infinite jellium surface. // Phys. Rev. В 1989, v. 39, N 8, pp. 5492-5495.

59. Lamouri A., Muller W., Kranski I.L. Geometry and occupied electron states of Ba and BaO on W (100). // Phys. Rev. В 1994, v.50, N 7, pp.4764-4770.

60. Wimmer E. All-electron local density functional study of metallic monolayers: I. alkali metals. //J. Phys. F 1983, v. 13, N 11, pp. 2313-2321.

61. Wimmer E. All-electron local density functional study of metallic monolayers: II. Alkalineearth metals. // J. Phys. F 1984, v. 14, N 3, pp. 681-690.

62. Wimmer E. Freeman A.J., Weinert M., Krakauer H., Hiskes J.R. Karo A.M. Cesiation of W(001) : Work function lowering by multiple dipole formation // Phys. Rev. Lett. 1982, v.48. N 16,pp 1128-1131.

63. Diehl R.D., McGrath R. Structural studies of alkali-metal adsorption and coadsorption on metal surfaces.// Surf. Sci. Rep. 1996, v. 23, N2-5, pp 44-171.

64. Wu R., Chen K., Wang D., Wang N. Interaction, electron transfer, and work function of a chemosorbed alkali-metal submonolayer on a W (001) surface. //Phys. Rev. В 1988, v. 38, N 5, pp. 3180-3188.

65. Pi T.W., Hong L.H., Wu R.T., Cheng C. Valence-band photoemission study of Ba, Cs on W(110). // Surf. Rev. and Lett. 1997, v. 4 , N 6, ppl 197-1201.

66. Катрич Г. А., Моисеев Д. П. Влияние температуры и адсорбции на поверхностную проводимость // ФТТ 1985 v. 27, N 9, pp 2588-2592.

67. Carlsson A., Claesson D., Katrich G., Lindgren S.-A. Observation of structure changes for Li/Cu(l 11) by Phys. Rev. В 1998, май

68. Бурмистрова О.П., Владимиров Г.Г., Дунаевский С.М. Формализм функционала плотности в теории адсорбции. // ФТТ 1980, т. 22, N 3, сс. 836-840.

69. Бурмистрова О.П., Владимиров Г.Г. О концентрационных зависимостях работы выхода и энергии десорбции // Поверхность и межфазовые границы. В Вопросы электроники твердого тела, Ученые записки Ленгосуниверситета 1982, N 408, вып. 8, сс 34-61

70. Большов J1.A., Напартович А.П., Наумовец А.Г., Федорус А.Г. Субмонослойные пленки на поверхности металлов. // УФН 1977, т. 122, N 1, сс 125-158.

71. Shin K.S., Kim C.Y., Chung J.W., Hong S.C., Lee S.K., Park C. Y. Photoemission study of the surface band structure of the reconstructed Mo(100) surface. // Phys. Rev. В 1993, v. 47, N 20, pp.13594-13598.

72. Benesh G.A, Hester J.R. Na interaction on A1 (001). // Surface Sci. 1988, v. 194, N 3, pp. 567-578.

73. Feuerbacher В., Willis R.F. Photoemission and electron states at clean surface. //J. Phys. С 1976, v. 9, N2, pp. 169 216.

74. Frank K.-H., Sagner H.-J., Heskett D. Coverage-dependent shifts of s and p resonances of alkali metals chemosorbed on A1 (111). // Phys. Rev. В 1989, v. 40, N 5, pp.2767-2771.

75. Muskat J.P, Newns D.M. Chemisorption on metals. // Prog Surface Sci. 1978, v. 9, N 1, pp. 1-92.

76. Watson G.M., Bruhuler P.D., Plummer E.W., Sagner H.J., Frank K.H. Two-dimensional structure of Li layers: Li/Be (0001) //Phys. Rev. Lett. 1990, v. 65, N 4, pp. 468-471.

77. Ishizaka A., Shiraki Y., Low temperature surface cleaning of silicon and its application to silicon MBE // J. Electochem. Soc.: Electrochem. Sci. Technol., 1986, v.133, pp.666-671.

78. Binning G., Rohrer H., Gerber Ch., Weibel E. 7x7 reconstruction on Si(l 11) resolved in real space.// Phys. Rev. Lett. 1983, v.50, pp. 120-123.

79. Hamers R.J., Tromp R.M., Demuth J.E. Surface electronic structure of Si(l 1 l)-(7x7) resolved in real space // Phys. Rev. Lett., 1986, v.56, N 18, p. 1972-1975.

80. Robinson I.K., Waskiewich W.K , Fuoss P.H., Stark J.B. X-ray diffraction evidence of adatoms in the Si(l 11)7x7 reconstructed surface. // Phys. Rev. B 1986, v.33, pp.7013-7016.

81. Harrison W.A. Surface reconstruction on semiconductors. // Surf. Sci. 1976, v.55, pp. 1-19.

82. Avouris Ph., Atom-resolved surface chemistry using the scanning tunneling microscope // J. Phys. Chem., 1990, v.94, N 6, pp.2246-2256.

83. Brommer K. D., Galvan M., Dal Pino A. Jr., Joannopoulos J. D., Theory of adsorption of atoms and molecules on Si(l 11)7x7. // Surf. Sci. 1994, v.370, pp.57-70.

84. Takayanagi K., Tanishiro Y., Takahashi M., Takahashi S., Structure analysis of Si(lll)-7x7 reconstructed surface by transmission electron diffraction // Surface Sci., 1985, v.164, pp.367392.

85. Qian G.-X., Chadi D.J. Si(l 11)7x7 surface: Energy-minimization calculation for the dimer-adatom-staulking fault model. // Phys. Rev. B 1987, v.35, pp. 1288-1293.

86. Nicholls J.M., Reihl B. Adatom electronic structure of the Si(l 11)7x7 surface. // Phys. Rev. B 1987, v.36, pp.8071-8074.

87. Weber R.E, Peria W.T. Work function and structural studies of alkali-covered semiconductors. // Surf. Sci. 1969, v.14, pp. 13-38.

88. Nishigaki S., Oishi N., Matsuda S., Kawanisi N., Sasaki T. Direct evidence of the occupied valence states for adsorbed Cs atoms on the Si(lll) surface. // Phys. Rev. B 1989, v.39, pp.8048-8050.

89. Magnusson K.O., Reihl B. Development of the surface electronic structure of K and Cs overlayers on Si(l 11)7x7. // Phys. Rev. B 1990, v.41, pp.12071-12075.

90. Magnusson K.O., Wiklund S., Dudde D., Reihl B. Adsorption of Cs on Si(l 11)7x7: Studies of photoemission from surface states and core levels. // Phys. Rev. B 1991, v.44, 5657-5663.

91. Weitering H.H., Chen J., DiNardo N.J., Plummer E.W., Electron correlation, metallization and Fermi-level pinning at ultrathin K/Si(l 11)7x7 interfaces. // Phys. Rev. B 1993, v.48, 81198135.

92. Boishin G., Tikhov M., Kiskinova M., Surnev L. Interaction of oxygen with a Cs-covered Si(l 11)7x7 surface. // Surf. Sci. 1992, v.261, pp. 224-232.

93. Paggel J.J., Neuhold G., Haak H., Horn K. Growth morphology electronic structure of Na films on Si(l 11)7x7 and Si(l 11) Na(3xl) // Surf.Sci. 1998, v. 414, pp 221-235.

94. Tezuka Y., Daimon H., Ino S. Change of surface electronic states induced by Li and К adsorption on the Si(l 11)7x7 structure. // Japanese Journal of Appl. Phys. 1990, v. 29, N 9, pp 1173-1777.

95. Sakamoto K., Okuda Т., Nishimoto H., Daimon H., Suga S. Photoemission study of the Si(l 11)3x1 К surface//Phys. Rev. В 1994, v. 50, N3, 1725-1731.

96. Reihl В., Dudde R., Johansson L.S.O., Magnusson K.O. The electronic structure of alkali-metal layers on semiconductor surfaces. // Appl. Phys. 1992, v. A55, N9, pp449-460.

97. Reihl В., Dudde R., Johansson L.S.O., Magnusson K.O., Sorensen S.L., Wiklund S. The Bonding of alkali metals to semiconductor surfaces : a direct and inverse photoemission study. //Appl. Surf. Sci. 1992, v. 56-58,pp. 123-136.

98. Aviouris P., Atom-resolved surface chemistry using scanning tunneling microscope. // J. Phys. Chem. 1990, v. 94. N.10, pp. 2246-2256.

99. Etelaniemi V., Michel E.G., Materlik G. X-ray standing-wave study of Cs/Si(l 11) 7x7. // Phys. Rev. В 1991, v. 44, N 8, pp. 4036-4039.

100. Clotet A., Ricart J.M., Rubio J., Illas F. Nature of bonding of alkali metals to Si(l 11). // Phys. Rev. В 1995, v. 51, N 3, pp 1581-1592.

101. Мотт Н.Ф. Переходы металл-изолятор. // Москва, Наука, 1979.

102. Кособукии В.А. Коллективные эффекты в усилении внешнего электрического поля на поверхности. // Известия АН СССР, серия физ., 1985, т. 49, N 6, pp 1111-1120.

103. Soukiassian P. Alkali metal on semiconductor surfaces: electronic, structural and catalytic properties // in Physics and chemistry of alkali metal adsorption, Eds. Bonzel H.P., Bradshaw A.M., Ertl G. (Elsevier, Amsterdam, 1989), p.449.

104. Chadi D.J. Atomic and electronic structure of reconstructed Si(100) surfaces. // Phys. Rev. Lett. 1979, v.43, pp.43-47.

105. Verwoerd W.S. Cluster calculations of the surface dimer structure on Si(100) surface // Surf. Sci. 1980, v.99, pp.581-597.

106. Batra LP. Atomic structure of Si(001)2xl surface // Phys. Rev. B 1990, v.41, pp.50485054.

107. Hamers R.J., Tromp R.M., Demuth J.E. Scanning tunneling microscopy of Si(001) // Phys. Rev. B 1986, v.34, pp.5343-5357.

108. Alerhand O.L., Vanderbilt D., Meade R., Joannopoulos J.D. Spontaneous formation of stress domains on crystal surfaces. // Phys. Rev. Lett. 1988, v.61, pp. 1973-1976.

109. Kaplan R. LEED study of the stepped surface of vicinal Si(100). // Surf. Sci. 1980, v.93, pp.145-158.

110. Yang W.S., Jona F., Marcus P.M. Atomic structure of Si(001)2xl // Phys. Rev. B 1983, v.28, pp.2049-2.059.

111. Holland B.W. The atomic geometry of Si(100)-(2xl) revisited. // Surf. Sci. 1984, v.140, pp.L269-L278.

112. Lambert W.R., Trevor P.L., Cardillo M.J., Sakai A., Hamann D.R. Surface structure of Ge(100) studied by He diffraction. // Phys. Rev. B 1987, v.35, pp.8055-8064.

113. Aono M., Hou Y., Oshima C., Ishizawa Y. Low-Energy Ion Scattering from the Si(001) surface // Phys. Rev. Lett. 1982, v.49, pp.567-580.

114. Landemark E., Karlsson C.J., Chao Y.-C., Uhrberg R.I.J. Core-level spectroscopy of the clean Si(001) surface: charge transfer within asymmetric dimers of the 2x1 and c(4x2) reconstruction. // Phys. Rev. Lett. 1992, v.69, pp. 1588-1591.

115. Martensson P., Cricenti., Hansson G.V. Photoemission study of the surface states that pin the Fermi level at Si(100)2xl surfaces // Phys. Rev. B 1986, v.33, pp.8855-8858.

116. Koke P., Goldmann A., Monch W., Wolfgarten, Pollmann J. Angle-resolved photoemission from Si(100): Identification of bulk band transititions. // Surf. Sci. 1985, v.152/153, pp.1001-1006.

117. Pollmann J., Kruger P., Mazur A. Self-consistent electronic structure of semi-infinite Si(001)-(2xl) and Ge(001)-(2xl) with model calculations of scanning tunneling microscopy. // J. Vac. Sci. Technol. B 1987, v.5, pp.945-952.,

118. Monch W., Koke P., Kruger S. On the electronic structure of clean, 2x1 reconstructed silicon (001) surface. //J. Vac. Sci. Technol. 1981, v.19, pp. 313-318.

119. Нестеренко Б.А., Снитко О.В., Физические свойства атомарно-чистой поверхности полупроводников. Киев: Наукова Думка, 1983, 385 с.

120. Levine J.D., Structural and electronic model of NEA on the Si/Cs/O surface. // Surf. Sci. 1973, v.34, pp.90-107.

121. Tochihara H. Electronic exitations in К monolayer adsorbed on Si( 100)2x1. // Surf. Sci. 1983, v.126, pp.523-528.

122. Glander G.S., Webb M.B. Na adsorption on Si(100): Dosing results. // Surf. Sci. 1990, v.222, pp.64-83.

123. Chao Y.-C. , Johansson L. S. O., Karlsson C.J., Landemark E., Uhrberg R. I. G., Adsorption of К on Si( 100)2x1 at room temperature studied with photoelectron spectroscopy. // Phys. Rev. В 1995, v.52, N 4, pp.2579-2586.

124. Chao Y.-C., Johansson L.S.O., Uhrberg R.I.G., Coverage-dependent study of the Cs/Si( 100)2x1 surface using photoelectron spectroscopy. // Phys. Rev. В 1996, v.54, N 8, pp.5901-5907.

125. Grekh T.M., Johansson L.S.O., Gray S.M., Johansson M., Flodstrom A.S., Adsorption of Li on the Si( 100)2x1 surface studied with high-resolution core-level spectroscopy. // Phys. Rev. В 1995, v.52, pp. 16593-16601.

126. J. Smith, W. R. Graham, and E. W. Plummer, Coverage measurements of the Si( 100)2x1: Cs and Si(100)2xl: К surfaces: resolution of structural models. // Surf. Sci. Lett. 1991, v.243, L37-40.

127. Y. Enta, T. Kinoshita, S. Suzuki, and S. Kono, Electronic structure of the single-domain Si(001)2xl-K surface. // Phys. Rev. В1989, v.39, 5524-5526.

128. Michel E.G., Pervan P., Castro G.R., Miranda R., Wandelt K., Structural and electronic properties of K/Si( 100)2x1. // Phys. Rev. В 1992, v.45, pp.11811-11822.

129. Martin-Gago J.A., Asenio M.C., Soria F., Aebi P., Fasel R., Naumovic D., Osterwalder J., Direct evidence of occupied states near the Fermi level on the Si(l 00)2x1-K interface. // Surf. Sci. 1994, v.307-309, pp.995-1000.

130. Lee K.-D., Chung J., Electrical phase transititions on the alkali-metal-adsorbed Si(001) surfaces. // Phys. Rev. В 1997, v.55, pp. 12906-12909.

131. Kim S.T., Soukiassian P., Barbier L., Kapoor S., Hurych Z., Structure of the Na/Si( 100)2x1 and Cs/Si( 100)2x1 interfaces investigated by photoemission surface extended X-ray adsoprtion fine structure. // Phys. Rev. В 1991, v.44, pp.5622-5628.

132. Johansson L.S.O., Reihl B., Electronic structure of the Na-adsorbed Si(100)2xl surface studied by inverse and direct angle-resolved photoemission. // Phys. Rev. B 1993, v.47, pp. 1401-1406.

133. Holtom R., Gundry PP.M., The adsorption of Cs on the Si( 100)2x1 surface. // Surf. Sci. 1977, v.63, pp.263-273.

134. Papageorgopoulos C.A., Kamaratos M., Adsorption of Cs and its effects on the oxidation of the Ar+ sputtered Si( 100)2x1 substrate. // Surf. Sci. 1989, v.221, pp.263-276.

135. R.W.J.Hollering, D.Dijkkamp, H.W.L.Lindelaut, R.A.M. van der Heid, Optical second-harmonic generation study of barium deposition on Si(001). // J. Vac. Sci. Technol A 1990, v.8, pp.3997-4000.

136. Vlachos D., Papageorgopoulos C.A., Kamaratos M., Ba deposition on Si(100)2xl. Sol. St. Comm. 1994, v.90, N3, pp. 175-181.

137. Abukawa T., Kono S. Photoelectron diffraction study of Si(001)2xl-K surface: Existence of a potassium double layer. Chemisorption bonding, site preference and chain formation at the K/Si(001)2xl interface. // Phys. Rev. B 1988, v.37, pp.9097-9099.

138. Abukawa T., Kono S. Photoelectron diffraction and low energy electron diffraction studies of Cs, K/Si(001) surface. // Surf. Sci. 1989, v.214, pp.141-148.

139. Abukawa T., Okane T., Kono S., Low energy electron diffraction and X-ray photoelectron diffraction study of the Cs/Si(001) surface: dependence on Cs coverage. // Surf. Sci. 1991, v.256, pp.370-378.

140. Wei C.M., Huang H., Tong S.Y., Glander G.S., Webb M.B. Atomic geometry of (2x1) Na on Si(001). // Phys. Rev. B 1990, v.42, pp.11284-11287.

141. Ling Ye., Freeman A.J., Delley B. Chemisorption bonding, site preference, and chain formation at the K/Si(00102x1 interface. // Phys. Rev. B 1989, v.39, p. 10144

142. Ramirez R. Stucture of the K/Si(l 00)2x1 surface: Semiempirical self-consistent-field crystal orbital analisis. // Phys. Rev. B 1989, v.40, pp.3962-3969.

143. Kobayashi K., Morikawa Y., Terakura K., Blugel S., Optimized structure and electronic properties of alkali-metal (Na, K)-adsorbed Si(001) surfaces. // Phys. Rev. B 1992, v.45, pp.3969-3984.

144. Ishida H., Shima N., Tsukada M. Theory of the overlayer plasmon on the Si(001)2xl-K surface. // Phys. Rev. B 1985, v.32, pp.6246-6254.

145. Ciraci S., Batra I.P. Surface metallization of silicon by potassium adsorption on Si(001)-(2x1). // Phys. Rev. B 1988, v.37, pp.2955-2967

146. Batra I.P., Interaction of alkali metals with Si(l00)2x1. // Phys. Rev. B 1991, v.43, pp.12322-12334.

147. Kendelewicz T., Soukiassian P., List R.S., Woicik J.C., Pianetta P., Lindau I., Spicer W.E., Bonding at K/Si( 100)2x1 interface: A surface extended X-ray adsoprtion fine structure study. // Phys. Rev. B 1988, v.37, pp.7115.

148. Tanaka S. Takagi N., Minami N., Nishijima M. Existence of two adsorbed states for K on the Si( 100)2x1 surface: a thermal desorption study. // Phys. Rev. B 1990, v.42, N 3, pp. 18681871.

149. Milne R.H., Azim M., Persaud R., Venables J.A., Surface diffusion of Cs on Si(100)-2xl. // Surf. Sci. 1995, v.336, pp.63-75.

150. Vac. Sci. Technol A 1988, v.6, pp.600-606.

151. Kasowski R.W., Tsai M.H. Comment on "Novel electronic properties of a potassium overlayer on Si(001)-(2xl). // Phys. Rev. Lett. 1988, v.60, p.546.

152. Souda R., Hayami W., Aizawa T., Ishizawa Y., Alkali-metal adsorption on the Si(100)surface studied by low-energy D+ scattering. // Phys. Rev. B 1993, v.47, pp.9917-9920.

153. Fun W.C., Ignatiev A., Identification of ordered atomic structures of Ba on Si( 100) surface. // Surf. Sci. 1991, v.253, pp.297-302.

154. Chao Y.-C., Johansson L.S.O., Uhrberg R.I.G. Layer growth of Cs on Si(l 1 l)c(4x2) studied with photoelectron spectroscopy. // Phys. Rev. B 1997, v. 56, N 23, pp 15446-15451.

155. Chao Y.-C., Johansson L.S.O., Uhrberg R.I.G. Adsorption of Na on Si(100)2xl at room temperature studied with photoelectron spectroscopy. // Phys. Rev. B 1997, v. 55, N 11, pp-7198-7205.

156. Lopez Sancho J.M., Refolio M.C., Lopez Sancho M.P., Rubio J. Extended Hubbard model analysis of semiconductor-alkali interfaces : implication for the metallization problem. // Surf. Sci. Lett. 1993, v. 285, L 491- L497.

157. Refolio M.C., Lopez Sancho J.M., Lopez Sancho M. P., Rubio J. Local alkali-metal-promoted oxidation of Si(100) 2x1 surfaces : A generalized-Hubbard-model calculation. // Phys.Rev. B 1994, v. 49, N 4, pp 2629-2636.

158. Refolio M.C., Rubio J., Lopez Sancho M. P., Lopez Sancho J.M. Spin correlations in semiconductor dangling bonds : implications for the alkali-metal-covered surfaces. // Phys Rev. B 1994, v. 49, N 7, pp 4623-4634.

159. Gravila P., Meier P.F. Theoretical determination of the adsorption geometry of Na on the Si(100) surface. // Phys. Rev. B. 1999, v. 59, N 3, pp. 2449-2453.

160. Castellani C., Castro C. Di., Lee P.A. Metallic phase and metal-insulator transition in two-dimensional electronic systems. // Phys. Rev. B 1998, v. 57, N 16, R9381-R9384.

161. Bakhtizin R.Z., Kishimoto J., Hashizume T., Sakurai T. Scanning tunneling microscopy of Sr adsorption on the Si(100)-2xl surface. // Appl. Surf. Sci. 1996, v.94/95, pp.478-484.

162. Lindsay R., Durr H., Wincott P.L., Colera I., Cowie B.C., Thornton G. Dangling-bond adsorption site for potassium on Si(100)-(2xl) // Phys. Rev. B 1995, v.51, pp.11140-11143.

163. Bechsted F., Scheffler M. Alkali adsorption on GaAs(llO) : atomic structure, electronic states and surface dipoles. // Surface Science Reports 1993, v. 18, N 5/6, pp. 148-198.

164. Song K.M., Ray A.K. Ab initio study of cesium chemosorption on the GaAs(l 10) surface // Phys. Rev B 1994, v. 50, N 19, pp 14255-14266.

165. Evans D. A., Lapeyre G.J., Horn K. Overlayer-induced valence states and evidence for charge transfer in Na/GaP(110) and Na/GaAs(110) : a comparative photoemission study. // J. Vac.Sci. Technol. B 1993, v. ll,N4,pp 1492-1496.

166. Sci. Technol. A. 1987, v. 5, N 4 , pp. 834-837.

167. Vitomirov J. M., Raisanen A.D., Finnefrock A.C. Temperature -dependent chemical and electronuc structure of reconstructed GaAs(lOO) surfaces. // Vac. Sci. Technol. В 1992, v. 10, N4, 1898-1903.

168. Le Lay G., Mao D., Kahn A., Hwu Y., Margaritondo G. High-resolution synchrotronradiation core-level spectroscopy of decapped GaAs(lOO) surfaces. // Phys. Rev. В 1991, v. 43, N 17, pp.14301-14304.

169. Chen W., Dumas M., Mao D., Kahn A. Work function, electron affinity and band bending at decapped GaAs(100)surface // J. Vac. Sci. Technol. B. 1992, v. 10, N 4 , pp. 1886-1890.

170. Biegelsen D.K., Bringans R.D., Northrup J.E., Swartz L.-E. Surface reconstructions of GaAs(100) observed by scanning tunneling microscopy // Phys. Rev. В 1990, v. 41, N 9, pp. 5701-5706.

171. Moriarty P., Murphy В., Roberts L., Caffolla A.A. Photoelectron core-level spectroscopy and scanning tunneling microscopy study of the sulfar-treated GaAs(100) surface. // Phys.Rev.B 1994, v. 50, N 19, pp. 14237-14245.

172. Chizhov I., Lee G., Willis R. F., Lubyshev D., Miller D.L. Evolution of the GaAs(100) surface structure during the transition from the As-rich (2x4) to the Ga-rich (4x2) reconstruction. // Surf. Sci. 1998, v. 419, pp.1-11.

173. Бахтизин P. 3., Сакурай Т., Хашицуме Т., Шуе К.-К. Атомные структуры на поверхности GaAs(100), выращенной методами молекулярно-лучевой эпитаксии // УФН 1997, v. 167, N 11, pp. 1227-1241.

174. Qian G.-X., Martin R. M., Chadi D.J. Stoichiometry and surface reconstruction : An ab initio study of GaAs(100) surface // Phys.Rev. Lett. 1988 , v. 60, N. 19, 1962- 1965.

175. Ren S.-F., Chang Y.-C. Electronic and optical properties of GaAs(OOl) 2x4 and (4x2) surfaces. // Phys.Rev.B 1991, v. 44, N 24, pp. 13573-13581.

176. Chiang T.-C., Ludeke R., Aono M., Landgren G. Angle-resolved photoemission studies of GaAs(100) surfaces grown by molecular-beam epitaxy // Phys.Rev.B 1983, v. 27, N 8, pp. 4770-4778.

177. Pashley M.D., Haberern K. W., Feenstra R.M., Kirchner D.P. Different Fermi-level pinning behavior on n- and p- type GaAs(OOl). // Phys.Rev.B 1993, v. 48, N 7, pp. 4612-4615.

178. Rodway D. AES, photoemission and work function study of the deposition of Cs on (100) and (111)B GaAs epitaxial layers. // Surf. Sci. 1984, v. 147, 103-114.

179. Gao H. Investigation of the mechanism of the activation of GaAs negative electron affinity photocathodes. // J. Vac. Sci. Technol. A 1987, v.5, N4, 1295-1298

180. Kamaratos M., Bauer E. Investigation of Cs with the GaAs(lOO) surface. // J.Appl.Phys. 1991 v. 70, N 12, 7564-7572.

181. Balasubramanian T., Cao J., Gao Y. X-ray photoemission spectroscopy studies of cesium and oxygen. // J. Vac. Sci. Technol. A 1997, v. 15, N 5, 3158-3165

182. Kim J. Callaghder M.C., Willis R.F. Cs adsorption on n- and p-type GaAs (001) (2x4) surfaces // Appl. Surf. Sci. 1993, v. 67 , 286-291

183. Musatov A.L., Smirnov S. Yu. Surface photovoltage spectra and surface ststes on GaAs(lOO) with submonoatomic cesium layers. // Phys. Sol. Stat. 1994, v. 36, N1, pp. 4-9.

184. Alperovich V. L., Paulish A. G., Terekhov A.S. Domination of adatom-induced iver defect-induced surface states on p-type GaAs(Cs,0) at room temperature. // Phys. Rev. B 1994, v. 50, N 8, 5480-5483.

185. Alperovich V. L., Paulish A. G., Terekhov A.S. Unpinned behavior of the electronic properties of a p-GaAs (Cs,0) surface at room temperature. // Surf. Sci. 1995, v. 331-333, 1250-1255.

186. Goldstein B., Szostak D. Different bonding states of Cs and O on highly photoemissive GaAs by flash-desorption experiments. // Appl. Phys. Lett. 1975, v. 26, N 3, 111-113.

187. Vergara G., Gomaz L.J., Capmany J., Montojo M.T. Adsorption kinetics of cesium and oxygen on GaAs(100). // Surf. Sci. 1992, v. 278, pp 131-145.

188. Sakai J., Mizutani G., Ushioda S. Termal desorption spectra of Cs and Sa species from Cs and O / n-GaAs(100) coadsorbed surfaces. // Appl.Surf. Sci. 1993, v. 64, pp. 275-281.

189. Sakai J., Mizutani G., Ushioda S. Bonding of 02 and CO on a Cs/p-GaAs(l 00) surface and its relation to negative electron affinity. // Surf. Sci. 1993, v. 283, pp 217-220.

190. Massies J., Etienne P., Dezaly F., Linh N.T. Stoichiometry effects on surface properties of GaAs(100). // Surf. Sci. 1980, v. 99, pp 121-131.

191. Goldstein B.Leed-Auger characterization of GaAs during activation to NEA by the adsorption of Cs and O. //Surf. Sci. 1975, v. 47, pp 143-14.

192. Duszak R., Palmstrom C.J., Florez L.T., Yang Y.-N., Weaver J.H. Drastic work function variation of molecular-beam epitaxialy grown GaAs(100) surfaces. // J. Vac. Sci. Technol. B 1992, v. 10, N4, 1891-1897.

193. Tsuda H., Mizutaki T. Photoionization energy variation among three types of As-stabilized GaAs(OOl) 2x4 surfaces. //Appl. Phys. Lett. 1993, v.60, ppl570-1572

194. U.del Pennino, R. Compano, B. Salvarani, C.Mariani, Alkali metal/GaAs(l 10) interfaces: correlation effects and sub-gap electron energy loss spectra.// Sur. sci. 409 (1998) 258-264

195. Gomoyunova M.V., Gorgeev Yu.S., Mikoushkin V.M., Pronin 1.1., Sysoev S.E. Size dependence of electronic structure of silver clusters supported on graphite and silicon.// Phys. Low-Dim. Struct., 4/5/ (1996) 11-22.

196. Kierren В., Paget D. Formation of the Cs/GaAs(001) interface : work fuction, cesium sticking coefficient and surface optical anisotropy. // J. Vac. Sci. Technol. A, 1997, v. 15, N 4, pp. 2074-2080.

197. Gusev A. O., Paget D., Aristov V. Yu., Soukiassian P., Berkovits V.L., Thierry-Mied V. Combined reflectance anisotropy and photoemission spectroscopies of Cs/GaAs(100) interface formation. // J. Vac. Sci. Technol. A 1997, v. 15, N 1, pp. 192-196.

198. Paget D., Kierren В., Houdre R. Photoreflectance spectroscopy investigation of two-dimensional cesium metallic clusters on GaAs(100). // J. Vac. Sci. Technol. A 1998, v. 16, N 4, pp. 2350-2359.

199. Heitmann D. Two-dimensional plasmons in homogeneous and latterally micro structured space sharge layers. // Surf. Sci. 1986, v. 170, pp. 332-345.

200. Heitmann D. Surface and two-dimensional plasmon excitation in microstructured metal films and semiconductor heterostructures. // Physica Scripta 1989, v. T25, pp. 294-300.

201. Burstein E., Pinczuk A., Mills D.L. Inelastic light scattering by charge carrier excitation in two-dimensional plasmas : theoretical considerations. // Surf. Sci. 1980, v. 98, pp. 451-468.

202. Liebsch A., Hincelin G., Lopez-Rios T. Adsorbate-induced nonlocal corrections to Fresnel opticcs : optical reflectivity of Cs overlayers on Ag. // Phys. Rev. В 1990, v. 41, N 15, pp. 10463-10467.

203. Tsuei K.-D. Plammer E.W., Liebsch A., Kempa K., Bakshi P. Multipole plasmon modes at a metal surface. // Phys. Rev. Lett. 1990, v. 64, N 1, pp. 44-47.

204. Barman S.R., Horn K., Haberle P., Ishida H., Liebsch A. Photoinduced plasmon excitations in alkali-metal overlayers. // Phys. Rev. В 1998, v. 57, N 11, pp. 6662-6665.

205. Fowler R.H.The analisys of photoelectric sensitivity curves for clean metals at various temperatures. // Phys. Rev. 1931, v.38, N 1, pp.35-56.

206. Бендерский В.А., Бродский A.M. Фотоэмиссия из металлов в растворы электролитов. М.: Наука, 1977, 303 с.

207. Федосеенко С.И. Фотоэлектронная спектроскопия твердых тел и межфазовых границ. // В сб. Проблемы физической электроники, JI: ФТИ им.А.Ф.Иоффе АН СССР, 1989, с. 138-149.

208. Adawi A. Theory of the photoelectric effest for one and two photons. // Phys. Rev. A 1964, v. 134, N3, pp. 788-803.

209. Brodsky A.M., Daikhin L.I., Urbakh M.I. On the polarizatoin dependence of photoemission from metals. // Phys. Stat. Sol. (b) 1981, v. 108, N 2, pp. 653-662.

210. Cardona M., Ley L. Introduction. //In book Photoemission in solid I. General prinsiples. Ed. Cardona M., Ley L. // Berlin: Springer-Verlag, 1978, pp. 1-164.

211. Mahan G.D. Theory of photoemission in simple metals. // Phys. Rev. В 1970, v. 2, N 11, pp. 4334-4350.

212. Baghi A., Kar N. Refraction effects in angle-resolved photoemission surfaces states on metals. // Phys. Rev. В 1978, v. 18, N 8, pp. 5240-5267.

213. Evan O. Kane Theory of photoelectric emission from semiconductors. // Phys. Rev. 1962, v. 127, pp. 131-140.

214. Gobeli G.W., Allen F.G. Direct and indirect excitation processes in photoelectric emission from silicon. // Phys. Rev. 1962, v. 127, pp. 141-149.

215. Aspnes D.E., Studna A.A. Dielectric function and optical parameters of Si, Ge, GaP, GaAs, InP, InAs, and InSb from 1.5 to 6.0 eV. // Phys. Rev. 1983, v.21, N2, pp. 985-1009.

216. Weaver J.H., Olson C.G., Linch D.W. Optical properties of cristalline W from 0.1 to 32 eV. //Phys. Rev. В 1975, V. 12, N 4, P. 1293-1297.

217. Кизел В.А. Отражение света. // Москва: Наука, 1973, 352 С.

218. Juenker D. W., Waldron J. P., Jaccodine R. J. Vectorial photoelectrical effect in clean molybdenium. // J.Opt. Soc. Am. 1964, v. 54, N 2, pp. 216-225

219. Gartland P.O., Berge S., Slagsvold W.J. Surface-effect charakteristics from clean copper crystal surface. // Phys. Rev. Lett. 1973, v.30, N 19, pp. 916-919ю

220. Flodstrom S.A., Endriz J.G. Investigation of the vectorial photoelectric effect in magnesium. //Phys. Rev. В 1975, v. 12, N 4, pp. 1252-1256

221. Flodstrom S.A., Endriz J.G. Direct optical excitation of the surface photoelectric effect // Phys. Rev.Lett. 1973, v.31, N 14, pp. 893-895

222. Jazzar M.S., Fischer Т.Е. The photoelectric effect on cesiated GaAs(llO) and Si(lll) surface. // Surf. Sci. 1974, v. 42, N 2, pp565-573.

223. Makinson R.E.B. Metallic reflexion and surface photoelectric effect. // Proc. Roy. Soc. A 1937, V. 162, N 910, P. 367-390.279

224. Mitchell K. The theory of surface photoelectric effect I. // Proc. Roy. Soc. A. 1934, V. 146, N 856, P. 443-449

225. Mitchell K. The theory of surface photoelectric effect II. // Proc. Roy. Soc. A. 1936, V. 153, N 880, P. 513-533 mu78.

226. Adavi I. Theory of the photoelectric effect for one and two photons. // Phys. Rev. A. 1964, v. 134, N3, pp. 778- 803.

227. Mahan C.D. Theory of photoemission in simple metals // Phys. Rev. B 1970, v. 2, pp. 4334-4350

228. Broudy R.M. Vectorial photoelectric effect // Phys. Rev. B 1971, v. 3, N 11, pp 36413651.

229. Furtak T.E., Kliever K.L. Low-energy photoemission from single-crystal silver faces. // Sol. St. Commun. 1978, v. 26, pp. 177-180

230. Endriz J.E. Calculation on the surface photoelectric effect. // Phys. Rev. B 1973, v. 7, N 8, pp. 3464-3481

231. Grant D., Cutler P.H. Surface roughness and photoemission. // Phys. Rev. Lett. 1973, V. 31,N 19,P. 1171-1174.