Низкотемпературная сканирующая туннельная микроскопия тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

г/-' **

<! О * <>

АКАДЕШЯ НАУК СССР ИНСТИТУТ АНАЛИТИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ

На правах рукописи Давыдов Дмитрий Николаевич

УДК 539.211

1МЗК0ТЕШ1ЕРАТУРНАЯ СКАНИРУЮЩАЯ ТУННЕЛЬНАЯ МИКРОСКОПИЯ

01.04.01 - техника физического эксперимента, физика приборов, автоматизация физических исследований

АВТОРЕФЕРАТ диссертации па соискание ученой степени кандидата физико-математических наук •

Ленинград 1991

Работа выполнена в лаборатории туннельной 'микроскопии и спектроскопии Института аналитического приборостроения АН СССР

Научный руководитель - кандидат физико-математических

наук А.О.Голубок

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Н.И.Комяк доктор физико-математических наук Ы.Ю.Сумещшй. Ведущая организация - Физико-технический институт низких температур АН УССР.

Защита диссертации состоится в I¿"""часов на заседании специализированного совета К 003.53.01. при КТО АН СССР (198103, Ленинград, пр. Огородникова 26)

С диссертацией можно ознакомиться в технической библиотеке НТО АН СССР.

Автореферат разослан " 1Ь " ¿М£1р 'ТО 1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета к.ф.-м.й.

А.Г.Каменев

Kv.-^H j

а.г.,;, üjttij ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Стдол мссертаций I

-Ьг*«1рущзя тршельная микроскопия, как метод

исследования, л сканирующий туннельный микроскоп (СТМ), как прибор, переживают в настоящее время этап бурного развитая, преврящаясь из оригинальной прецизионной методики, удостоенной в 1986 году Нобелевской премии по физике /1/, в мокцшй инструмент исследования структуры и электронных свойств поверхности и приповерхностных слоев. По сравнению с электронной микроскопией, дифракцией электронов, Оже-спектроскопией и т.п. СТМ обладает рядом уникальпых особешюстей, среди которых: вопмомюсть фушецнони^овашя не только в вакууме, но ?акз:да в rase и в жидкости, низкая энергия электронного зонда (I0"a -I) эВ при экстремально высоком пространствешгом разрешении (0,1-1)А, возможность получения информации одновременно как о структуре поверхности, так и о локальном потенциале, спиновом состоянии, локальной работе выхода, мстнсстхз электронных состояний бпшэ и нияе уровня Ферми и т. п.

Млогообразие извлекаемой информации и уникальные методические особенности открывают широкие перспективы для возможных применений СТМ-метода. Анализ современной ■ ситуации показывает, что развитие СТМ идет из по пути универсального и, следовательно, чрезмерно слогаого я дорогостоящего прибора, а по пути создания целого ряда приборов, конструкции и методическое обеспечение которых во многом определяются характером рзиаемых задач. В настоящее время можно знделпть несколько тшгов СТМ: сверхвысоковакуумннй, 'фушещкшрующий в газе заданного состава, на воздухе или в жидкости, объединенный с другими методиками, например, с растровик электронным микроскопом, технологический, ориентированный на задачи нанотехнологии, низкотемпературный.

Актуальность диссертационной работа обусловлена, с одной стороны, актуальностью разработки и изучения метощпат зшзкотешературкой туннельной микроскопии и спектроскопии и, с другой стороны, актуальностью проведенных на основе разработанной методики исследований высокотемпературных сверх -проводников (ВТСП) (У, Еаа Сиэ07.с , В1 г (SrCa)3 Си1 0gtS ) и упкопошчх полупроводников Г В"' (ГЬТе<РЬ>, PbTe<Jn>).

Низкотемпературная сканирующая туннельная' микроскопия и спектроскопия, как метод исследования, привлекает внимание по нескольким' причинам. Во-первых, при охлаждении образца и острия-инкектора улучшается энергетическое разрешение л £ туннельной спектроскопии/43-5 )КТ ( К- постоянная Больцмана, Т - температура ), определяемое. температурным уширением уровня Ферми. Например, при работе в кидком гелии ( Т=4,2К ) достигается энергетическое разрешение 1-2 меВ, причем оно мояат быть легко улучшено при понижении температуры за счет откачки паров ( Т=1,2К ) до 0,5 мэВ, что превосходит разрешение, характерное для традиционных видов электронной спектроскопии. Во-вторых,:охлаждение образца до криогенных температур открывает для исследований методом СТМ широкий класс низкотемпературных явлений, среди которых: сверхпроводимость, волны зарядовой плотности, ыезоскопические флуктуации, ' долговременная релаксацкя примесных состояний в полупроводниках, размерное квантование, коррелировашюе одноэлектронное туннелкрованиэ и т.п. В-третьих, появляется возможность проводить СТМ-исследованиа в сильных магнитных полях> создаваемых сверхпроводящими соленоидами. В-четвертих, погрукениа' СТМ в криогенную жидкость во многом снимает одну из основных проблем СТМ - проблему температурного дрейфа, поскольку в криостате легко достигается стабилизация температуры с точностью 10г К путем стабилизации давления паров над испаряющейся криоладкостыо. Наконец, актуальность данной работы Пбдтверздаогся тем факсом, что в нэлтояздее время имеется лишь небольшое число публикации в области НТСТМ, а промышленный образца низкотемпературных приборов вообще отсутствуют.

. Исследование енергетйЧвских опектров электронов является одной из актуальных задач физики твердого тела. Во многих случаях ' возникает необходимость одновременного изучения энергетического спектра, поверхностной структуры, химического и фазового состава образцов. Подобные задачи возникают при исследовании многокомпонентных объектов, таких, например .как ВТСП .й легированные полупроводники, электрошше свойства которых могут изменяться на субмлкроня"Х масштабах. Например, В случае В'ГСН (У4 Ваг Си, 0г.? , В1 г(8гГ;а)3 СиЙ0^« ) пространственные флуктуации химического состава ¡:, в

частности, концентрации кислорода (связанные с технологией изготовления) могут приводить к пространственной неоднородности таких важных параметров, как критическая температура перехода в сверхпроводящее состояние Тс и величина энергетической щели 2 д в плотности электронных состояний. Кроме чисто технологических причин, приводящих к прстранственной неоднородности электронных свойств ВТСП, существуют'причины фундаментального характера, среди которых, например, наличие периодической структуры из нормальной и 9 сверхпроводящей фаз, которая, как известно, возникает при переходе сверхпроводника 1Г рода в смешанное состояние во внешнем магнитном поле. При этом величина энергетической щеля 2 д. изменяется от нуля до максимального значения на расстояниях ~ ( -длина когерентности, для ВТСП составляет величину порядка нескольких десятков ангстрем при Т=4,2К). Кроме того, сверхпроводящие свойства могут изменяться на границах зерен в поликристаллических образцах или ни границах двойниковония, существующих в 'кристаллах ВТСП.

В случае полупроводников пространственно неоднородные свойства могут определяться распределением легирующих примесей п наличием дислокаций. В частности, в геллуриде свинца -узкозонном полупроводнике Л Ь , широко применяемом в инжэкционгок лазерах, фотодетекторах УК диапазона и т.д., наблюдается сочетание специфических физических свойств, обусловленных локальными явлениями.

Следует отметить, что большинство традиционных методов исследования энергетических спектров электронов (туннельная спектроскопия планарных структур, фотоэлектронная спектроскопия, оптическая спектроскопия и т.п.) дают интегральные характеристики с пространственным разрешением > 1 мкм, в то время как для изучения указанных выше материалов необходимо более высокое пространственное разрешение, которое достигается с использованием ИТ СТМ.

Пель работы состояла в разработке и экспериментальном к:«утенил кетолч низкотемпературной туннельной микроскопии и сшжтроскопии и акеперимйнтальной ппробации методики ^ нг» примере иаслйловения ВПШ и узкозонпих тюлупроволийкс-н к П .

Г-

Задачи работы заключались в следующем: создать и исследовать аналитический узел ' НТ СТМ, функционирующий Б диапазоне температур 4,2-ЗООК.

- разработать и исследовать методики и оптимальные алгоритма, обеспечивающие функционирование НТ СТМ в режимах туннельной микроскопии и спектроскопии.

- создать аппаратные средства, обеспечивающие автоматизированное управление и сбор данных в режимах туннельной спектроскопии.

- разработать методику определения основных показателей назначения НТ СТМ, определить и исследовать основные факторы, влияющие на показатели назначения НТ СТМ.

- провести исследование и сравнение различных методов и алгоритмов, обеспечивающих режим туннельной спектроскопии.

- исследовать роль острия-инжектора при работе в режимах микроскопии и спектроскопии.

На основе разработанной методики провести исследования в режимах туннельной микроскопии и спектроскопии:

- высокотемпературных сверхпроводников в виде керамики, пленок и кристаллов.

- узкозонных полупроводников в виде кристаллов РЬТе<РЬ> и РЬТе<1п> (100).

Научная новизна работы заключается в той, что разработан и испытанан аналитический узел НГСТМ, исследованы различные методические подходы к туннельной спектроскопии в . НТСТМ. Методом туннельной микроскопии и локальной туннельной спектроскопии проведено исследование высокотемпературных сверхпроводников различного состава ( Y, ВагСиз Ог4н ByCaSr), Cup^j) и структуры ( керамика, пленки, кристаллы ). Показано, что толщина имеющегося на поверхности ВТСП диэлектрического слоя увеличивается с уменьшением температуры от 300К до 4,2К. Вместе с тем показано, что на поверхности ВТСП всегда имеются макроскопические участки с туннельно тонким диэлектрическим слоем, определены ре к ми, оптимальные для визуализации поверхности BTCII в туннельном микроскопе. Измерено пространствезтов распределение величшш энергетической цели 2 Д на поверхности образцов ВТСП. Р.лррвн" обнаружена омшгляциснипя структура на зависимости di/dV(V ) и опрятимий

сдвиг осциллирующих пиков в зависимости от направления изменения напряжения смещения. Указывается на возможную "одноэлек-тронную" природу наблюдаемых осцилляций. ВпзрЕые в НТСТН исследованы образцы кристаллов Рв'Ге(ЮО) n-тша и РвТе(ШО), легированного 2й1п. О высокой локальностью измерено пространственное распределение ширины запрещенной зоны. В образцах РвТе на зависимости dl/dV (V) обнаружены особенности, которые могут быть связаны с локальными примесными состояниями индия.

Практическая значимость работы.

1. Разработана компактная разборная конструкция'аналитического узла НТСГМ, позволяющая . проводить исследования в транспортных сосудах Дьюара, а также в криостатах с соленоидами, обеспечивающими большие магнитные поля.

2. Созданы и испытаны аппаратные средства, необходимые для реализации различных режимов СТМ-экспершента на базе компьютера IBM PC/AT.

3. Предложены и реализ ованы оптдаа лышв алгоритма 'СТМ-эксперимента и первичной обработки данных.

4.. Опробована различные способы изготовления a формирования вольфрамовых острий.

5. Разработан туннельный спектрометр с полводюш туннельным контактом.

6. Предложенные решения аналитического узла, аппаратных средств и алгоритмов могут быть использованы при создании промышленных НГСТМ.

На защиту выносятся:

Экспериментальная установка и методики:

1. Метода диагностики и конструктивные решения прецизионного аналитического узла 1И СТМ,

2. Методики захвата туннельного тока и оптимизации параметров в экспериментах при низких температурах.

3. Алгоритмы и зпдаряпше средегва автомпилиропанного управления ЕГГ СТМ.

4. Оптимизированная методика низкотемпературной туннельной спектроскошш.

Физические результаты, ло>у wroth . с низкотемпературного 01М:

1. Экспериментальные данные по пространственному распределению величины энергетической щели на поверхности ВТСП.

2. Осцилляционный характер туннельных спектров ВТСП и их зависимость от направления развертки напряжения смещения.

3. Экспериментальные локальные туннельные спектры РЬТе<РЬ> и РЬТе<1п>.

4. Экспериментальные данные по пространственному распределению величины запрещенной зоны беи положению границ зоны проводимости £ с и валентной зоны £т относительно уровня Ферми.

5. Особенности локальных спектров РЬТе<1п>, связанные с захватом электронов примесными центрам! индия.

6. Зксперименталышэ данные по пространственному распределению величины сИ/йУ (х,у), V=cQnst на поверхности РЬТе<1п>.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на Всесоюзном совещании по физике низких температур ( Ленинград, октябрь 1988 года ), на Международной Конференции по прикладной сверхпроводимости ( Сан-Фрациско, август 1988 года ), на конференции' "Лазеры, и их применение" ( Пловдив, октябрь 1988 года ), на Всесоюзной Конфоронции "ПоверхностьЗЭ" ( Черноголовка, июль -198Э года ), на Всесоюзной Конференции "Физические основы твердотельной электроники"( Ленинград, октябрь 1939 года ), на семинаре Европейского Физического Общества ( Ленинград, июнь 1990 года ), на 8ой Международной Конференции Европейского Физического Общества ( Амстердам, сентябрь 1990 года .), на Советско-Китайском семинара по рентгеновской оптике и микроанализу( Пекин, ноябрь 1990 года).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 16 работ и получено 2 авторских свидетельства. Список приводится в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из вве-. дания, четырех глав, заключения, списка цитируемой литературы. Она содаркит 184 страницы, 64 рисунка и список цитируемой литератур«, включающий 83 наименования.

Краткое содержание работа.

Во введвшж обоснована актуальность темы диссертации,подчеркнута ее научная новизна л практическая значимость, изложе-ич осноннне результата, выносимые на защиту.

- э -

В первой главе сделан обзор экспериментальных И теоретических работ в области СИЛ, рассмотрены принципы работы СТМ и основные подходы к конструированию аналитического узла СТМ.

Описаны основные методики измерения локальной работы выхода, локальных туннельных спектров и распределения потенциала. Рассмотрены различные подходы к теоретическому описанию процесса локального тушелировашя в системе -острие-плоскость, изложены основы туннельной спектроскопии.

Представлены экспериментальные данные, полученные с использованием НТ СТМ, а также рассмотрены основные принципы конструирования анг.«ттического узла НТ СТМ и принципы построения электронно;} системы управления.

Вторая глава состоит из двух независкшх частей. В первой части описан» конструкция НТ СТМ, предназначенного для работы в транспортном геллеЕом сосуде Дьюара, а также электронная система управления и сбора дашшх. Разработанный аналитический узел НТ СТМ (рис.1) отличается от изезстянх конструкций /2,3/ рядом конструктивных решений, в частности, наличием двухступенчатой системы грубого подвода образца к острию, что позволяет достичь диапазона перемещений в гадаем гэлил 5 т.

Представлены результаты исследования и оптимизации аналитического узла НТ СТМ с точки зрения жесткости конструкции, тепловых дрейфов, надежности работы узла грубого подвода образца к острию. Рассмотрены критерии выбора типа пьезокерзглпеского сканера и параметров упругих элементов с малой и большой жесткость®, обеспечивающих в диапазоне температур 4,2-ЗООК требуемую редукцию перемещения для надежного захвата туннельного тока. Представлены результаты калибровки микросканера и системы грубого подвода.'

Изложены основные принципы построения блок-схемы системы управления и сбора "данных, рассмотрены аппаратные средства, обеспечивающие стабилизацию туннельного тока, скширование острием вдоль поверхности образца и выбор начальной точки сканирования, а также аппаратные средства, обеспечивающие реализацию основных методик измерения. В заключении приведены основные параметры НТ СТН:

максимальная площадь сканирования 0,85x0,8.5 мкм, (Т-4.ЯК)

Ркс.1 Аналитический узел НТ СТМ

1-ьлкроскзнер, 2-острие, 3-осразец, 4-пружина, Б-шмбрана, 6-ступень грубой регулировки положения образца, ?,8-вшт1 грубой и точной ступеней подводя образца к озтри», 9,10-червотнуе редукторы.

il/óY, ami

Fiic.3 Осадшивдошая структура туннельного спектра Щ'ОП

■ '¿оо -xa о ша Н'.шЗ

Ряс.1 Равасимостп КУМГАЩУМ I/dV (V) дня Fbr^-Pb» и ¡üoto rp'üí.íí щюс'ф&нствэлшго досцрглоджйя зиачвтй £с и 63.

ч

//

/

/

r

L

rp:V.¡i

резонансная частота конструкции 1,9 кГц диапазон регулирования тугшельного тока 0,1-100 нА диапазон напряжений смещения 0,1-1000 мВ разрешение по осям X,- У - 2 А разрешение по оси г "0,2 А

Во Еторй части данной главы описан туннельный спектрометр с подводимым туннельным контактом, расчитанный на работу в транспортном гелиевом сосуде Дьюара. В отличив от 1ГГ СТМ туннельный спектрометр не обеспечивает сканирование вдоль поверхности образца, однако его конструкция обладает значительно большей жесткостью, что, даже в отсутствие системы стабилизации тушильного тока и системы виброзащиты, позволяет получать качественные туннельный спектры. Калибровка спектрометра производилась по туннельному спектру свинца при Т=4,2К.

Третья глава посвящена рассмотрению алгоритмов функционирования основных методик используемых в КГ.СТМ. В ней описаны: способ измерения работы выхода, различные способы измерения локальных туннельных спектров и методика подбора оптимальных параметров для получения СГМ-изображений образцов, содераащих на поверхности тонкие диэлектрические пленки (данный режим применялся в работе для С1М-ЕИзуаллззщга поверхности ВТСП). Основным результатом является анализ способов измерения туннельных спектров с точки зрения соотношение сигнал/шул и времени измерения'туннельного спектра.

Рассмотрены четыре методики измерэгагя туннельных спектров: модуляционная методика без отключения петли обратной связи (системы стабилизации туннельного тока), модуляционная методика с периодическим отключением петли обратной связи, методика аналогового дифференцироваштя вольт-амперных характеристик (ВАХ) по времени с помощью дифференциатора и методика многократного усреднения ВАХ с последующи.» численным даффоренцированием. На основании проведенных экспериментов делается вывод о предпочтительности использования в НТ СТМ методики аналогового дифференцирования.

Четвертая глава посвящена исследованию ВТСП и узкозэннчх

--i- ,„ у,

полупроводников типе А В на примере теллурида сг»шца п-типа РЬТе<РЬ> п РЬТе<1п>.

В первом разделе представлены результаты исследования БТСП с использованием КГ СТМ и туннельного спектрометра с подводимым туннельным контактом. Приведены результаты изучения топографии поверхности' тонких пленок Y, ВагСи,0,.Епри комнатной температуре, рассмотрены результаты исследования туннельных спектров различных образцов ВТС11 в виде керамик, пленок и кристаллов ВагСи3От_г , Biг(SrCa), СигО^р- . В результате проведенных исследований определен характерный размер гранул в тонких пленках У, БагСи,Ог^-, нанесенных на сапфировую подложку методом лазерного распыления (0,7-1мкм) (см. рис.2), измерено пространственное распределение энергетической щели 2 д на поверхности BTCIT. Обнаружены особенности в плотности электронных состояний при напряжениях смещения 220 и 550 мВ. Обсуждается природа наблюдаемых особенностей.

На некоторых спектрах ВТСП была обнаружена осщшшционная структура (рис.3). Период осцилляций находился в пределах 7-120 мэВ. Наличие осцилляционной структуры объясняется эффектами одноэлектронного туннелирования /4/. На основании полученных результатов делается вывод о том, что поверхностный слой ВТСП содержит .множество прводящих и сверхпроводящих частиц размером 10 т 200 А, разделенных тонким диэлектрически,! слоем, туннэлироваше через который приводит к осцилляция,! на туннельных спектрах.

Во втором разделе четвертой главы приведены результаты исследования (при Г=4,2К) топографии и энергетического спектра (рис.4) поверхности монокристаллов PbTe (10Q),. легированных в одном случае сверхстехеометрическим свинцом, в другом индием. Полученные результаты показывают высокую эффективность применения НТ СТМ для исследования объемных примесных и поверхностных состояний в полупроводниковых кристаллах, неоднородности их свойств. Проведен сравнительный анализ локальных спектров PbTe<Pb>, РЬТе<1п> и туннельных спектров, полученных с использова1шем стандартных пленарных ШШ структур РЬТе-Л12 03 -РЬ с большой площадью контакта 0,1x0,1 мм /5/. Обнаружено, что локальные спектры РЬТе находятся в хорошем соответствии с туннельными спектрами МДП-струитур. Определена ширина запрещенной зоны £ g и положение уровня феруи относительно дна зоны прводимостч £с и пстолкэ гэлеятпсй

зоны £ vr в различных точках исследуемой поверхности. Проведена статистическая обработка локальных спектров, определены средние значения < £ g>, < - £ v>, < ¿F - £c> для PbTe<Pb> и Щ'е<1п>.

PMe<Pb> PbTe<In>

<£g>= 189i25 MOB < £g>= 188i25 MSB

<£r c>=> I6t30 мэВ < £>-£ c>= 12±20 MSB

< f, -£ v>= 204±30 MSB < ¿p - £v>= 200t30 МЭВ

Полученные значения < £g> совпадают с литературным;! данными /5,6/, а < - £ о хорошо согласуется с положением раочитацным из холловской концентрации,

В некоторых точках поверхности РЬТе<1п> обнаружен гистерезис ВАХ при различных направлениях развертки напряжения смещения V (рис.6). Сшна знака dV/dt приводила к заметному изменению' положения ¿с относительно -уровня Ферш. Это явление объяснено наличием квазидокальшх состояний In, которые, как известно, приводят к эффектам долговременной релаксации /6/ в системе примесь-зона. В локальных спектрах РЬТе<1л> такие обнаружены нерегулярные осцилляции. Наличие осцилляция- объясняется в рамках модели одноэлектрошюго туннелированнй /4/. В некоторых точках поверхности РЬТе<1п> наблюдались ВАХ, содержащие участки с отрицательным дифференциальным сопротивлешем.

Основные результаты и вывода

1. Разработан ГО СТМ( предназначенный для проведения СТМ/СТ'С исследований в широком диапазоне температур 4,2-ЗООК.

- проведена оптимизация ого параметров

- разработай аппаратные средства, обесточивающе измерения СТМ изображений, работа выхода и туннельных спектров

- проведэна калибровка системы грубого подвода образца к острия ii мякроскайэра острия при температурах 4,2, 77, 300К.

2. Проведена оптимизация методам! низкотемпературной локальной туннельной спектроскопии.

3. Разработан туннельный спектрометр с подводимым т/телыш контактом, обеспечивающий высокую стабильность туннельного щ >межутка.

4. Изучены образцы BTCII различной структур« - керамики, пленки и кристаллы Yt Ваг0ц}0,_,, В1г (PrOa), Cit 0t<t .

- предложена метод-ка визуализации СТМ изображений поверхности БТСП

- получено распределение величины энергетической щели 2 А на поверхности ВГСП при Т=4,2К

- показано, что разброс величины 2 л /КСс для керамических образцов имеет большую величину, чем в случае пленок и кристаллов.

5. Обнаружена осцилляционная структура в туннельных спектрах ВТСП, которая объясняется эффектами одноэлектронного туннелирования через изолированную частицу малых размеров (10-200)1.

6. Изучены локальные туннельные спектры теллурида св!шца РЬТе<РЬ> и РЬТе<1п>

- измерено пространственное распределение величин £е ¿V

показано, что среднее значение локальной величины запрещенной зоны £ g совпадает со значением £ g , полученным с использованием МДП туннельных контактов с площадью в 10й раз превышающей площадь контакта, образуемого извду острием и образцом в ИТ СТМ

- обнаружен гистерезис в локальных туннельных спектрах РЬТе<1п>. Гистерезис объясняется долговременной релаксацией в системе примесь-зона, связанной с захватом электронов примесными центрами индия

- получено распределение особенностей в локальньх спектрах РЬТе<1л>. Обнаружен пик в плотности электронных состояний в зоне проводимости при энергии £ я-100 мэВ, который кокет быть связан с существованием локального примесного уровня индия

- обнаружены нерегулярные осцилляции в локалышх туннельных спектрах РЬТе<1п>. Подобная структура кривых гЦ/сГ/(V) может быть связана с захватом туннельных электронов, примесными центрами индия, что в случае контакта малой площади приводит к "кулонсвской блокада" и, следовательно, к осцнлляциям туннельного спектра (зависимости с11/йУ (V)).

7. Получены и проанализированы "спектроскопические" изображения (<3]/с1У(х,у)) поверхности РЬТе<1п>. Оценен характерный масштаб изменения туннельной плотности электронных состояний.

8. Общим свойством низкотемпературных локальных спектров является наличие тонкой осцилляционной структуры. По видимому, зто может Сыть связано с эффектами коррелированного одноэлектронного туннелирования, обусловленными дискретностью электронного заряда и возникновением "кулоновской блокады" при малой емкости тушельного контакта и низкой температуре (е/2С«М).

Следует отметить, что полученные результаты исследования эффектов коррелированного одноэлектронного туннелирования б НТ СТМ, имеют как фундаментальное, так и прикладное значение. Эти эффекты проявляются в виде особенностей на зависимостях!(V) и dldV(V) и, следовательно, их необходимо учитывать при интерпретации локальных туннельных спектров, измеренных с помощью Ш' СТМ.

Список литературы

1. G.Sinnig, Н.Rohrer, Ch.Gerber, E.Welbel. Tunneling through a controllable vacuum gap. - Appl. Phys. lett., 1982, 40(2), p. 178-180. .

2. Смит, Бидаиг. Сверхмалый растровый туннельный микроскоп для гелиевых температур. - Приборы для научных исследований, 1986, N10, с. 132-133.

3. Альтфедер И.Б., Володин A.n., Хайкин М.С. Малогабаритный сканирующий туннельный микроскоп. - ИТЭ, 1989, К5, с.189-190.

4. Аьерш Д.В., Лихарев К.К. Когерентные колебания в туннельных переходах малых размеров, - ЖЭТФ, I9S6, 90(2), с.733-743.

5. Кайданов В.И», Тыков С.А., Рыкова U.A. Исследование квазилокальных состояний таллия и индия в теллуриде свинца методом туннельной спектроскопии. - ФТТ, 1989, 31(8), с.68-76.

6. Кайданов В.И., Рыков O.A., Рыкова М.А., Сюрис O.E. Исследование метастабилышх квазилокальных состояний индия в теллуриде свинца методом туннельной' спектроскопии. - ФГЛ, 1990, 24(1), С.144—151. .

Основные результаты диссертации о: убликоваки в следующих работах:

1. V.Andreev, Ä.Colubok, fl.UavydOY, D.lfekhabteev, r./TiplEev,

F.Chudnovsky, E.Sher, L.Smenok, A.Yanuta. Tunneling spectroscopy of thin films.- Abstr. oi Applied Superconductivity conference, San-Francisco, USA, 1988, p.61.

2. V.Anrtreev, F.Chudnovsky, D.Davydov, A.Goiubok, D.Nakhabtsev, E.Sher, L.Smenok, S.TlpiseY.laser sputterrlng and study ol High-Tc films.- Тезисы докладов III национальной конференции "Лагери и их применение". Пловдив, Болгария, 1989, с.149-150.

3. A.O.Colubolc, D.fi.Davydov, S.Ya.Tipisev. Single electron effects in High-Tc superconductors studied by STM under 4.2K.- Abatr. of Forth International conference on scanning tunneling microscopy and spectroscopy. Oarai, Japan, 1989, p.74.

4. Голубок A.O., Давыдов Д.Н. Насалов С.А., Нахабцев Д.В., Тимофеев В.А.. Наблюдение поверхности графит? при атмосферном давлении.- Поверхность, 1989, N3, с.146-149.

б. Петров М.П., Красинькова М.В., Березкин В.И., Голубок А.О, Давыдов Д.Н., Тшисэв О.Я. Туннельная электронная .спектроскопия сверхпроводящей керамики У,ВагСи507_5.~ Письма в ЙТФ, 1983, 14(10), с.942-946.

6. Голубок А.О., Давыдов Д.Н., Нахабцев Д.В., Тимофеев В.А., Тштисев С.Я. Сканирующая тушильная микроскопия ВТСП.- Тезисы докладов XXV Всесоюзного совещания по физике низких температур, Ленинград, 1988, с.35.

7. Голубок А.О., Доездов Д.Н., Тштисев С.Я. Осцилляции проводимости тучнэльшх контактов мэталл-диэлектрик-сверх-проводник Y^BajCu^Ojj.- Письма в ЖТ®, 1988, 14(24), с.2233-2236.

8. Голубок А.О., Давыдов Д.Н., Кондратьев В.А., Типисев С.Я. Особеш!ости туннельной плотности электронных состояний в керамике Y, Ваг Сц} 0,.г при Т=4,2К.~ Тезисы XXV Всесоюзного совещания по физике низких температур. Ленинград, 1988, с.149.

9. Голубок А.О., Давидов Д.Н., Нахабцев Д.В., Тимофеев В.А., Типисев С.Я. Сканирующий туннелышй микроскоп для исследования поверхности при низких температурах. - Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Поверхность 89", Черноголовка, IS89, с.152.

10. Голубок А.О., Давыдов Д.Н., Тшшсов.С.Я. Проявление одноэлектрошшх опцилляшШ в тунйелышх спектрах BTGII. -

Тезисы докладов XXV Всесоюзной конференции "Поверхность 89", Черноголовка, 1989, с.33.

11. Голубок А.О., Давыдов Д.Н., Тимофеев В.А., Тшисев С.Я.' Сканирующий туннельный микроскоп при атмосферном давления, сб. Научное приборостроение. Вып. Электронно-ионная оптика. Лешшград. "Наука"» 1989, с.72-76.

12. Голубок А.О., Давыдов Д.Н., Нахабцев Д.В. Аппаратные и программные средства сканирукщего туннельного микроскопа, сб. Научное приборостроение. вып. Электронно-ионная оптика. Ленинград."Наука", 1989, с.77-84.

13. Виноградова С.А., Голубок А.О., Давыдов Д.Н. Автоматизированная установка для получения калиброванных спектров неупругого туннелировашм электронов. - Сб. Научное приборостроение. вып. Автоматизация научных исследований. Лешагград. "Наука", 1933, с.З-Н.

14. Голубок А.О., Тарасов H.A., Типисэв С.Я., Давыдов Д.Н. йольштан М.Л., Масалов С.А., Нахабцев Д.В., Тимофеев В.А., Отчет о научно-исследовательской работе "Исследование методических и инструментальных принципов построения туннельного электронного микроскопа". 150-НИР-И., II Гос. регистрации 0X860134855.

15., Устройство для создания тушильного контакта. Галль JI.II., Голубок А.О., Давыдов Д.Н., Типнсов С.Я.- Заявка на изобрэ-текие К 4302042/24 от 08.OS.87. с решением с выдаче A.C. ст 04.09.87.

15. Способ регулировки зазора мезду двумя поверхностями про'всдядих электродов. Галль Л.Н., Голубок А.О., Давыдов Д.Н., Тшшсев С.Я.г Заявка на кобретение N 4248563/24 от 08.05.87. с рэпюнаем о выдаче A.C. от 21.05.8?.

17. D.H.Darydov, A.O.GoJubok, S. Ya.Tiplser. Scanning tunneling microscopy and spectroscopy of Higii-Tc superconductors at 4.2K. - Abstr. VIII Ceneral ccnf. oi European physical Sosiety "Trends in Physics". Amsterdam, Netherlands, 1990, p.s5-8.

18. D.N.Davydov, A.O.Golubolc, S.A.Rylro?. The study of PbTe surface with scanning tunneling microscope at 4.2K. - Abs?tr. ¥111 General conf. of European Physic?.! Sosiety "Trents in Physics", Amsterdam,Netherlands, 1990, p.?5-9.

скв ап э.107 t.ioo 05.03.91 бммтво