Колебательные состояния на внешних и внутренних поверхностях в металлических системах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

?Г6 од

На правах рукописи

П 4 л^Г'Г»

РУСИНА Галина Геннадьевна

КОЛКВАТЕЛЬНЫЕ СОСТОЯНИЯ НА ВНЕШНИХ II ВНУТРЕННИХ ПОВЕРХНОСТЯХ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Специальность 01, 04. 07 - "Физика твёрдого тела"

Автореферат

диссертации на соискание учёной С1епени кандидата физико-математических наук

Томск - 1997

Работа выполнена в Институте физики прочности и материаловедения СО РАН

Научные руководители:

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук ст. науч.сотрудник Чулков Е. В.

кандидат физико-математических наук

Скляднева И. Ю. доктор физико-математических наук, профессор, академик МАНВШ Козлов Э. В. доктор физико-математических наук, ст. науч. сотрудник Потекаев А. И.

Ведущая организация: Алтайский Государственный Технический Университет, г. Барнаул

Защита состоится 1997 г. в_часов

на заседании диссертационного совета Д 003. 61. 01 при Институте физики прочности и материаловедения СО РАН по адресу:

634021, Томск, пр. Академический, 2/1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИФПМ СО РАН.

Отзывы по автореферату, заверенные гербовой печатью организации, просим направлять по указанному адресу в двух экземплярах не позднее, чем за две недели до защиты.

Автореферат разослан "/г" 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор физико-математических наук, профессор.

Кульков С. Н.

-з-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Исследование поверхности является важной задачей физики твердого тела и материаловедения, так как многие физические явления (окисление, коррозия, гетеродиффузия и др.) происходят на поверхности, и особенности их протекания во многом определяются её свойствами.

Колебательные свойства поверхности, наряду с ее другими характеристиками, играют значительную роль в физике поверхностных явлений и привлекают большой интерес в связи задачами исследования кристаллической структуры и термодинамических параметров поверхности. Кроме того, знание колебательных свойств поверхности открывает путь к термодинамическому описанию межфазных границ, что имеет важное значение для задач связанных с износом, прочностью и старением, а также для технологии создания слоистых материалов. Широкое использование поверхности твердого тела в ряде современных технологий, стимулировало развитие теоретических исследований колебательных свойств как внешних, так и внутренних границ раздела.

Для расчета дисперсионных кривых поверхностных фононов используются, как правило, различные модели силовых постоянных. Но, как показывает анализ сравнения результатов теоретических расчетов с экспериментальными данными, в рамках этих моделей не удается установить связь между изменением силовых постоянных н изменением электронной плотности, возникающих при образовании поверхности. Эти трудности можно преодолеть используя первопринципные расчеты. Однако, расчеты "из первых принципов" являются технически очень сложными, так как требуют самосогласованных вычислений электронной плотности. Поэтому используются полуэмпирические модели, типа модели погруженного атома, которые позволяют учесть многочастичные взаимодействия через функцию погружения, являющуюся функционалом электронной плотности. Параметры метода подгоняются под известные экспериментальные данные энергии образования вакансии, модулей упругости, энергии сублимации, равновесного параметра решетки, равновесного объёма, а для сплавов типа АВ под теплоту растворения и энергию сегрегации.

-А-

Цель и задачи работы. С использованием результатов расчетов фонон-ных спектров свободных поверхностей (100), (110), (111) Pd и Ni; поверхностей этих металлов с монослоем Си и границ раздела в системах Ni/Cu, Pd/Cu, Ag/Au, и на основе анализа изменения поверхностных силовых постоянных данных металлов провести исследование колебательных состояний при переходе от внешних поверхностей к внутренним границам раздела; выявить особенности и закономерности в поведении колебательных состояний при таком переходе. Исследовать влияние перемешивания атомных слоев на колебательные свойства границы раздела на примере системы Ag/Au.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Анализ влияния релаксации поверхности на фононные спектры идеальных поверхностей (100), (110), (111) Pd и Ni.

2. Анализ влияния монослоя Си на колебательные свойства и силовые постоянные поверхностей Pd и Ni с низкими индексами.

3. Особенности и закономерности изменения колебательных свойств на внешних и внутренних границах раздела в металлических системах Ni/Cu, Pd/Cu.

Научная новизна. В диссертационной работе впервые, с учетом многочастичных межатомных взаимодействий, проведено комплексное исследование колебательных свойств свободных поверхностей с низкими индексами для Pd и Ni; этих же поверхностей данных металлов с монослоем Си и границ раздела (100), (110), (111) в металлических системах Ni/Cu, Pd/Cu, Ag/Au.

Показано, что:

- особенности изменения колебательных свойств свободной поверхности подложки Pd и Ni в присутствии монослоя Си зависят как от структуры поверхности, так и от материала подложки;

- нанесение монослоя Си, на свободную поверхность Pd приводит к возникновению новых, гибридизованных (одновременные смещения атомов подложки и монослоя) колебательных состояний локализованных на границе раздела, при сохранении колебательных состояний чистой поверхности Pd. Увеличение толщины покрытия приводит к повышению локализации колебатель-

ного состояния на атомах граничного слоя и, в зависимости от структуры поверхностей Pd и Си, практически полному изчезновению поверхностных колебательных состояний ;

- в присутствии монослоя Си на свободной поверхности Ni атомы монослоя и подложки смещаются независимо друг от друга; увеличение толщины покрытия не изменяет характер колебательных состояний и состояний, локализованных на границе раздела практически не возникает. Лишь для границы раздела (110), в общей запрещенной щели и в узком интервале значений волнового век юра к, появляемся колебательное состояние со смешениями атомов по обе стороны от границы раздела.

Практическая ценность. Полученные данные об особенностях и закономерностях поведения колебательных состояний на внешних и внутренних поверхностях в металлических системах могут быть использованы для термодинамического описания как внешних, так и внутренних границ раздела, что очень важно при разработке материалов с заданными свойствами, широко применяемых в различных отраслях (приборостроение, вакуумная техника); для получения тонких фольг различных металлов и сплавов и др.

Апробация работы. Основные результаты и положения диссертации докладывались и обсуждались на следующих конференциях, совещаниях и семинарах: ECCOSS-12 (Stockholm, Sweden, 1991); 1VC-12/ICSS-8 (The Hague, Holland, 1992); 16th Int. Seminar on Surf. Physics (Poznan, Poland, 1992); 17th Int. Seminar on Surf. Physics (Wroclow, Poland, 1994); 13th International Vacuum Congress / 9th International Conference on Solid Surfaces (Yokohama, Japan, 1995); III Russian-Chinese Simposium "Advanced Materials and Processes" (Kaluga, Russia, 1995); ECCOSS-15 (Lille, France, 1995); ECCOSS-16 (Henye, Italy, 1996).

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Общий объём работы составляет 121 страницы, включая 41 рисунок, 10 таблиц, библиографический список состоит из 113 наименований.

-■б-

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы, сформулированы задачи работы и цели исследования, отмечена научная новизна направления.

В первой главе проведён обзор литературных данных по теоретическому и экспериментальному исследованию колебательных свойств внешних и внутренних поверхностей металлов за последние 5-10 лет. Обсуждаются различные модели, используемые для расчета фононных спектров металлов, их достоинства и недостатки.

Анализ литературных данных показал, что нет комплексного исследования поведения колебательных состояний при переходе от внешней поверхности металлов к поверхности с адслоем другого металла, а затем и к границе раздела между двумя металлами. На основании проведённого анализа сформулированы конкретные задачи исследований.

Во второй главе описывается метод погруженного атома (МПА), используемый в диссертационной работе для расчета дисперсионных кривых поверхностных фононов. Этот метод, в отличие от метода силовых постоянных, позволяет учесть многочастичные взаимодействия, обусловленные изменением электронной плотности при образовании поверхности. Для проверки полученных МПА потенциалов были проведены расчёты объёмных фононных спектров Pd и Ni. На рис. 1 приведены рассчитанные дисперсионные кривые для Ni и экспериментальные данные. Видно, что результаты наших расчетов хорошо согласуются с экспериментом. В этой же главе приведены данные расчета дисперсионных кривых поверхностных фононов для идеальных и релаксированных поверхностей (100), (110), (111) Pd и Ni. На рис. 2 приведены дисперсионные кривые для релаксированной поверхности (110) Pd. Поведение колебательных мод для поверхностей (100), (111) Pd и Ni, при учете релаксашш поверхности, качественно совпадает. В таблицах 1-4 приведены частоты колебательных мод в симметричных точках поверхности (100), (111) Pd и Ni полученные в настоящей работе, данные эксперимента и расчетов других авторов. Сравнение результатов наших расчетов с литературными данными показало их хорошее соответствие.

10 Ь

Т2

/-•'Г4-. X * .

А ^

<

с-

ь

6[-

г / /

А

/ /

V т

_• Ж \ \ г I Ь /

I *\ \ *

I Т1 \ \ ^ 1 I

XV

о

(?)

\\11 / /'

(К)

\ \ I * /

\ \\ \ I /

Г X 0.5 X 0.75 Г I

Рис.1 .Дисперсионные кривые объёмных фононов №. Д - экпериментальные данные

Рис. 2. Дисперсионные кривые фононов релаксированной 30 - слойной пленки Рс1 (110)

Таблица 1

Частоты вибрационных мод на поверхности /'(¿(100) в симметричных точках X и М. Атомные смещения X, У и 2. соответствуют направлениям [1107, [-110] и [001]. Индексы 1, 2 и 3 описывают номер поверхностного слоя, смещения которого в основном определяют данное состояние.

Сим. точка Мода Частота(ТГц)

Наст, работа Эксп -нт. Расчет

нерел. релак.

VI 1.64 1.86 - -

2.43 2.50 2.7 2.7

Уз - 2.61 - -

2.48 2.65

XI, ъг 4.40 4.70 - 5.4-5.7

2.83 3.03 - 1.5-2.2

(XV)! 3.70 3.80 - -

22 3.90 4.10 - -

Таблица 2

Частоты вибрационных мод на поверхности N1(100) в симметричных точках X и М.

Симм. Точка Мода Частота(ТГц)

Наст, работа Эксп - т. Эксптт

нерелак. релак.

VI 2.74 2.76 - 3.77

X 3.89 3.90 4.17 4.26 |

4.31 4.32 - -

XI, Ъг 7.97 7.98 - -

21 4.69 4.71 4.5 -

М Х1У1 6.77 6.77 - - 1

--------------- Таблица 3

Частоты вибрационных мод на поверхности Рс1(111) в симметричных точках К и М.

Симм.точка Мода Частота (ТГц)

ГГаст. работа | Эксп-т.

Нерелак. Релак. |

Zl 2.65 2.7 2.7

К (XY)iZ2 3.2 3.2

Xi 4.05 4.1 -

(XY)iZ2 4.35 4.4 -

Zl 2.45 2.5 -

М (XY)l 2.6 2.6 -

(XY)i 4.8 4.85 -

Таблица 4

Частоты вибрационных мод на поверхности Ni (111) в симметричных точках К и М.

j| Симм.точка Мода Частота (ТГц)

Наст, работа Эксп-т. Расчет

Нерелак. Релак.

1 К Zl 4 26 4.30 - 4 47

XlYi 7.47 7.48 - -

J XlYj 7.70 7.71 - 6.50

| М Zl 3.96 3.99 4 ¡6 -

(XY)i 8.89 8.92 7.80 -

Из рисунков и таблиц видно, что учет релаксации (изменения межплоскостного расстояния Д) поверхностей (100), (110) и (111) данных металлов, приводит к повышению частот поверхностных колебательных состояний вдоль всех симметричных направлений двумерной зоны Бриллюэна.

Так как поверхность (110) Р<1 испытывает более сильную релаксацию (А12 -8.3%) , чем аналогичная поверхность других ГЦК металлов, то и её влияние на дисперсионные кривые поверхностных фононов более сильно.

В третьей главе исследовано изменение колебательных состояний поверхностней (100), (110), (111) Рс1 и № при нанесении монослоя Си. Расчеты фононных спектров проводились методом погруженного атома. В таблицах 5-8 приведены данные частот колебательных мод в симметричных точках двумерной зоны Брил-люэна, а на рис. Ъ - Ц приведены фононные спектры поверхностей № (110) + МЬ Си (110) и Рс1 (110) + МЬ Си (110), в которых наиболее сильно проявляется влияние монослоя меди на колебательные характеристики свободной поверхности палладия и никеля.

Из данных таблиц и рисунков видно, что присутствие монослоя меди приводит, наряду с колебательными состояниями свободных поверхностей палладия и никеля, к появлению колебательных состояний локализованных на атомах монослоя, поскольку атомы монослоя теперь играют роль поверхностных атомов. Для обоих систем влияние монослоя сказывается в повышении частот колебательных состояний, атомы которых смещаются в либо направлении, перпендикулярном плоскости поверхности, либо в сагиттальной плоскости. Состояния, атомы которых колеблются в плоскости поверхности, понижают свою частоту. Такое поведение может быть объяснено характером изменения поверхностных силовых постоянных.

Для поверхности (100) N1 присутствие монослоя Си приводит к усилению межплоскостных силовых постоянных (между монослоем и поверхностным слоем №) на 60% и к восстановлению поверхностных силовых постоянных № до их объёмных значений. Одновременно происходит ослабление межатомного взаимодействия в плоскости монослоя на 10 - 15%, что приводит к понижению частот колебаний в плоскости поверхности.

Для системы Рс1 + МЬ Си силовые постоянные в плоскости монослоя ослабляются на 50%, а между монослоем и поверхностью палладия усиливаются на 90%.

- и-

Таблшда 5

Частоты вибрационных мод на поверхности Рс1(100) МЬ Си (100) в симметричных точках X и М. Индексы 1, 2 и 3 описывают номер поверхностного слоя Рс!, смещения которого в основном опреяют данное состояние. Индекс 0 относится к поверхности монослоя.

! Частота (ТГц)

| Симм.точка Мода Р<1 (100) Мода Рс1 + МЬ Си

н II I

X У, 1.44 У0 1.93 1

г\ 2.23 X 1.96

У2 2.28 У! 2.07

4.18 У2 2.35 ;

Х,Х3 4.97

м 21 2.63 (ХУ)о 3.01

1 (XV), 3.49 3.30

22 3.68 ¿1 3 39

Таблица 6 Частоты вибрационных мод на поверхности N1(100) ^ А/А Си (100) симметричных точках X и М.

Частота (ТГц)

Симм.точка Мода №(100) Мода N4 + МЬ Си |

Х У, 2.54 Уо 22 1

г, 3.69 г0 3.43 |

4 11 У| 4.1

У: 43 [

ХЛ 7.77 Хо 7.6 !

М г\ 4 49 3,8

(ХУ), 6.57 (ХУ)о 6.5 1

-iZ-

Таблица 7

Цастоты вибрационных мод на поверхности Pd(lll) + ML Си (111) в симметричных точках К и М.

1 Частота (ТГц)

t Симм.точка Мода Pd (111) Мода Pd + ML Cu

1 К Z1 2.43 (XY)0Z1 2.44

(XY)1Z2 3.00 (XY)0 2.98

(XY)1 3.80 (XY)0Z1 3.54

м Zl 2.26 (XYZ)l 2.24

(XY)i 2.37 (XYZ)l 2.40

XI 4.60 (XY)1Y0 5.30

Таблица 8 Частоты вибрационных мод на поверхности Рс1 (110) + МЬ Си (110)в симметричных точках X, У и 3

Частота (ТГц) I

Симм.точка Мода Pd (110) Мода Pd + ML Cu

X Z, 2.14

Z2Z4 2.32 XoZi 2.11

Y, 2.45 Y0 3.01

Y2 3.56 Yi 3.37

X] 5.04 X, 4.83

S Y, 2.00 XoY, 1.83

z, 2.17 YoXi 2.29

XiY2 2.27

x,y2 3.82 X, 4.74

Y Xi 1.53 Xo 1.86

y,z2 1.80 Y0Z, 1.89

Zi 2.10 X,Y0 2.28

y,z2 3.20 Zo 2.47

y2y4 4.39 Y0Z, 3.1 |

-1Ъ-

Рис. 3. Дисперсионные кривые фононов нерелаксированной 30 - слойной пленки

№ (110) + МЬ Си (110)

0.0

г

X

У

Рис. 4:. Дисперсионные кривые фононов нерелаксированной 30 - слойной пленки

Рс1(110) + МЬ Си (110)

Эксперимент дает увеличение межплоскостной силовой постоянной ( Рс! -Си) ~ 70%. Отличие в фононных спектрах для поверхности (100) данных пар металлов проявляется в том, что для № + МЬ Си колебательные состояния со смешанной локализацией (как на атомах монослоя, так и на поверхностных атомах никеля) появляются только в области высоких частот и попадают в верхнюю запрещенную щель, а для Рс1 + МЬ Си они имеются и в области низких частот. При этом поверхностные атомы подложки колеблются в сагиттальной плоскости (плоскость перпендикулярная поверхности и содержащая вектор распространения), а атомы монослоя - в х- направлении. Анализ влияния "эффекта масс" на дисперсионные кривые поверхностных фононов Р(1 + МЬ Си показал, что оно практически полностью перекрывается усилением межатомного взаимодействия Рс1-Си и проявляется в незначительном повышение частот поверхностных колебательных состояний, попадающих в высокочастотную область.

Влияние монослоя меди на колебательные свойства поверхности (110) № аналогично его влиянию на поверхность (100). Для поверхности (110) Р<1 характерно усиление межатомного взаимодействия во втором слое подложки, что приводит к повышению частот колебательных состояний, локализованных на этом слое, и атомы которого смещаются в ху - направлении. Кроме того, происходит сильное ослабление (до 80%) межатомного взаимодействия в плоскости монослоя, тогда как взаимодействие между монослоем и поверхностными атомами подложки возрастает лишь на 30%. Это приводит к существенному повышению частот колебательных состояний, атомы которых смещаются в г - направлении (связь РЛ-Си), что и объясняет появление большего числа состояний со смешанной локализацией, чем для поверхности (100).

Присутствие монослоя меди на поверхности (111) никеля приводит к исчезновению колебательных состояний локализованных на поверхностных атомах подложки, вдоль всех симметричных направлений двумерной зоны Бриллюэна, кроме точки К. Здесь имеется состояние гибридизованного типа (65% на поверхностных атомах N1, 22% на монослое Си). Все имеющиеся колебательные состояния локализованы на атомах монослоя. Для поверхности (111) палладия характерно

наличие только гибридизованных состояний, при этом сохраняется одинаковая степень локализации как на монослое меди, так и на поверхностных атомах пал ладия. Хотя смещения атомов происходят в ху - направлении, частоты колебательных мод возрастают. Это подтверждается характером изменения внутрислоевых силовых постоянных - они возрастают на 40%.

Можно сделать вывод, что влияние монослоя меди на поверхности Pd и Ni с низкими индексами имеет как общие закономерности, так и отличия. Общим является зависимость поведения дисперсионных кривых от струкгуры поверхности, используемой в качестве подложки. Отличие - в том, что для системы Ni-Cu характер межатомного взаимодействия подложки и монослоя приводит тому, что колебательные свойства монослоя практически не отличаются от аналогичных свойств свободной поверхности Ni, в то время как для системы Pd-Cu возникают колебательные состояния отличные от колебательных мод, свойственных свободным поверхностям этих материалов.

В четвертой главе исследуются дисперсионные кривые фононов в сверхрешетках Ni/Cu, Pd/Cu, Ag/Au, период сверхрешсток варьировался от 16 до 48 атомных слоев. На рис. 5 приведена'элементарная ячейка и двумерная зона Брилшоэна (100), на которой строится проекция объёмного фононного спектра данных металлов, используемой в работе модели сверхрешетки. Для сверхрешеток Ni/Cu и Pd/Cu расчет фононных спектров проводился с использованием потенциалов, полученных в МПА. Дисперсионные кртгеьте сверхрешетки Ag/Au расчитывались МПА и с использованием модельного псевдопотенциала Хейне-Абаренкова. На этой системе было исследовано влияние перемешивания границы раздела на колебательный спектр.

В этой главе также рассматривается влияние периода сверхрешетки на колебательные состояния на границе раздела, которое проявляется в усилении степени локализации колебательного состояния на атомах граничного слоя с увеличением периода сверхрешетки. Количество состояний и поляризация смещений атомов при этом не изменяется. Здесь же анализируются особенности поведения колебательных состояний при переходе от свободной поверхности Pd и Ni к поверхности

c нанесенным монослоем Cu, и далее к внутренней границе раздела в сверхрешетках Ni/Cu, Pd/Cu.

На рис. 6 и 7 показаны дисперсионные кривые фононов на границе раздела в сверхрешетках Ni24(100) - Cu24(100) и Pd24(100) - Cu24(100). Общим для этих сверхрешеток является, то, что колебательные состояния, возникающие на границе раздела, расположены в направлении ХМ проекции двумерной зоны Бриллюэна. Истинно граничные (локализованные на атомах граничного слоя с обеих сторон границы раздела) колебательные состояния находятся в общей, для обоих материалов, запрещенной щели. Для сверхрешетки №24(100) - Си24(100) характерно наличие колебательных мод, локализованных (100%) с одной стороны границы раздела (либо на граничных атомах меди, либо - никеля). Это так называемые полулокализованные моды - они соответствуют колебательным состояниям со сдвиговыми смещениями атомов объёмных чистых материалов, образующих сверхрешетку. Аналогичная картина наблюдается и в сверхрешетке Ni24(110) - Cu24(110). Для сверхрешетки Ni24(l 11) - Cu24(l 11) колебательные состояния на границе раздела не обнаруживаются.

Сверхрешетка Pd24(110) - Cu24(U0) отличается от описанной выше тем, что наряду с полулокализованными модами имеется большее количество истинно граничных колебательных состояний. При этом, атомы граничного слоя меди колеблются в плоскости границы раздела, а атомы граничного слоя палладия в сагиттальной плоскости. Особенностью этой сверхрешетки является наличие локализованных колебательных состояний в области объёмных значений обоих материалов. Это свидетельствует о том, что для сверхрешетки Pd24(100) - Cu24(100) граница раздела не является резкой, а имеет размерность ~ 2 атомных слоев. Косвенно эти выводы подтверждаются экспериментом, который обнаруживает на границе раздела Pd/Cu новую фазу со структурой, отличной от структуры материалов образующих границу раздела. Локализована эта фаза на 2 приграничных атомных слоях. Поверхность (111) сверхрешетки Pd24/Cu24 приведена на рис. 2 . В отличие от аналогичной поверхности для сверхрешетки Ni24/Cu24, здесь имеются как полуло-

ИЗ

A

0

ti

о

Рис.. 5 . Элементарная ячейка сверхрешеток A(lOÜ)/B('100 А - Ni, Pd, Ag; В - Cu, Au.

JO.O ;

Рис. G. Дисперсионные кривые фононов на границе раздела в сверхрешетке

Ni24 (100) - Cu24 (100)

8.0

6.0

д

С—I Е-

£

О

Е-1

О <

П4

4.0

2.0

0.0

Г

X

м

г

Рис. 7 • Дисперсионные кривые фононов на границе раздела в сверхрешетке

ра24 (юо) - Сиг4 (юо)

я

Е-

О

н о с сг

).0

6.0

4-, 0

2.0

0.0

Рис. 8 . Дисперсионные кривые фононов на границе раздела в сверхрешетке

Ра24(111)-Си24(Ш)

кализованные моды, так и колебательные состояния локализованные на атомах грашг-шого слоя с обеих сторон границы раздела.

Анализ изменения колебательных состояний при переходе от свободных поверхностей Pd и Ni к поверхности с монослоем Си и наконец к границе раздела между этими металлами показал, что уже при монослойном покрытии формируется характер границы раздела, который при увеличении степени покрытия до размеров, когда влиянием границы можно пренебречь, практически не меняется. Следовательно, можно утверждать, что в данной модели расчета, граница раздела в системе Pd/Cu определяется двумя атомными слоями - поверхностным слоем подложки и монослоем. В системе Ni/Cu граница раздела носит чисто «геометрический характер», не влияя на колебательные свойства подложки и монослоя.

В этой же главе, на примере системы Ag/Au, фононные спектры которой вычислялись методом псевдопотенциала, рассматривается влияние перемешивания приграничных атомных слоев на колебательные свойства Гранины раздела. Обнаружение, что перемешивание упорядочным образом, когда один атомный слой Ag помещался в по другую сторону границы раздела в область Аи и наоборот, приводит к отщеплению вибрационной моды от соответствуешего колебательного состояния, а при хаотическом перемешивании приводит к размытию ¡раницы раздела.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ:

1. Показано, что релаксация поверхностей (100), (110), (1111 Pd и Ni приводит к повышению частот поверхностных колебательных мод и усилению межатомного взаимодействия первых двух атомных слоев.

2. Анализ изменения фононных спектров поверхностей с низкими индексами Pd и Ni в присутствии монослоя Си показал, что наряду с поверхностными колебательными состоящими подложки появляются колебательные состояния монослоя.

3. Впервые показано, что колебательные состояния монослоя Си на свободных поверхностях с низкими индексами Ni практически не отличаются от аналогичных состояний свободной поверхности Ni, при этом поверхностные силовые постоянные Ni восстанавливаются до своих объёмных значений, а сдвиговые сме-

-¿о -

щения поверхностных атомов Ni и атомов монослоя Си происходят не зависимо друг от друга.

4. Впервые показано, что в присутствии монослоя Си на поверхностях с низкими индексами Pd появляются колебательные моды с совместными смещениями поверхностных атомов Pd и атомов монослоя. При этом происходит усиление взаимодействия поверхностных атомов Pd с монослоем на 90% и ослабление межатомного взаимодействия в плоскости монослоя на 60%.

5. Впервые показано, что при образовании границы раздела в металлических системах Pd/Cu и Ni/Cu возникают новые колебательные состояния, присущие только границе раздела и располагающиеся в общей запрещенной щели.

6. Анализ изменения фононных спектров при переходе от свободной поверхности Pd и Ni к границе раздела в системах Pd/Cu, Ni/Cu показал, что формирование граничных колебательных состояний начинается при нанесении одного монослоя Си и увеличение толщины покрытия не приводит к качественному изменению граничных колебательных состояний.

7. Анализ влияния перемешивания атомных слоев на границе раздела на её колебательные свойства показал, что происходит размытие её колебательных состояний.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

1. Чулков Е. В., Русина Г. Г., Скляднева И.Ю. Колебательные состояния на границе раздела Ag (lll)/Au (111) // ФММ. - Т.75, вып.4. - 1993. - С.

2. Русина Г. Г., Чулков Е. В., Полубятко А. В., Скляднева И. Ю. Фононы в сверхрешетках AgnQOOVAUnOOO) // Поверхность. Физика, химия, механика. -№3. - 1993. - С..

3. Rusina G. G., Chulkov Е. V., Sklyadneva I. Yu. Vibratione at Ag/Au interfaces // Thin Solid Films. - V. 228. - 1993. - P.49-50.

4. Bertsch A. V., Chulkov E. V., Rusina G. G., Lipnitskii A.G., Sklyadneva I. Yu. Vibrational states on the surfaces of silver // Phys. Low.-Dim. Structures. -№4/5. - 1994. - P.95-98,

5. Чулков E. В., Берч А. В., Еремеев С. В,, Лилницкий А. Г., Русина Г. Г., Силкин В. М., Скляднева И. Ю. Описание поверхности и границ раздела в структурно-неоднородных средах. В сб. Физическая мезсмеханика и копью-терное конструирование материалов // Новосибирск: Наука. Т2. - 1995. - С. 127-139.

6. Bertsch А. V., Chulkov E.V.. Eremeev S. V.. Lipnitskii A. G., Rusina G. G., Sklyadniva I. Yu. Vibrations on the (110) surfase of FCC metals // Vaccums. -V.46. № 5/6. - 1995. - P.625-628.

7.Русина Г. Г., Скляднева И.Ю., Чуйков Е. В. Вибрационные моды на поверхностях палладия с низкими индексами // ФТТ. - Т.38, № 5. - 1996. - С. 1483-1493.

8. Rusina G.G., Sklyadneva I. Yu., Chulkov E. V. Vibrational mode on low index palladium surfase // Phys. Solyd state. - V.38, № 5. - 1996. -P.818 - 822.

9. Rusina G. G., Sklyadneva I. Yu., Chulkov E. V. Vibrational on stepped surfase // Abstracts of ECCOS - 15. - Lille, France. - 1995.

10. Rusina G. G., Sklyadneva I. Yu. Vibrational mode on (100) surfase PJ uith monolaer Ag //Abstraer» of ECCOS - 16. - Henye, Italy. - 1996.