Визуализация атомного строения реакционно-способных межфазовых границ на начальных стадиях их формирования тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.04 ВАК РФ

РГо 01

2 5 £ЕК

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ им. А.Ф.ИОФФЕ

На правах рукописи УДК 537.533.73

ВАЛДАЙЦЕВ Дмитрий Александрович

ВИЗУАЛИЗАЦИЯ АТОМНОГО СТРОЕНИЯ РЕАКЦИОННО-СПОСОБНЫХ МЕЖФАЗОВЫХ ГРАНИЦ НА НАЧАЛЬНЫХ СТАДИЯХ ИХ ФОРМИРОВАНИЯ

(специальность 01.04.04 - физическая электроника)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических паук

Санкт-Петербург 2000

Работа вьшолнена в Физико-техническом институте им. А.Ф.Иоффе Российской Академии Наук

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук М.В. ГОМОЮНОВА

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук Л.Н. ГАЛЛЬ

доктор физико-математических наук Е.В. РУТЬКОВ

Ведущая организация:

Санкт-Петербургский Государственный Технический Университет (СПбГТУ)

Зашита состоится "30 " НО-*- "Ьрл. 2000 г. в ¿Г часов на заседании диссертационного совета Д 003.23.01 Физико-технического института им. А. Ф.Иоффе РАН, 194021, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 26

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Физико-технического института им. А.Ф.Иоффе РАН.

Отзывы о реферате в двух экземплярах, заверенные печатью, просим высылать по указанному адресу секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан " 30 " ОНТЛ- 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 003.23.01 кандидат физико-математических наук

А.Л.ОРБЕ.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования

Настоящая работа посвящена дальнейшему развитию и совершенствованию метода дифракция отраженных электронов средней энергии, который позволяет визуализовать атомное строение поверхности, и приложению метода к исследованию начальных стадий формирования межфазовых границ твердых тел. Становление данного метода относится к началу 90-х годов. В отличие от традиционных методов дифракции медленных и быстрых электронов, отображающих атомное строение поверхности в обратном пространстве, дифракционные картины электронов средней энергии дают изображение атомной структуры приповерхностной области твердого тела в реальном пространстве. Эта возможность метода была наглядно продемонстрирована в ряде работ на примере исследования монокристаллов металлов, полупроводников и диэлектриков. Специфика данного метода обусловлена тем, что в основе интерпретации наблюдаемых картин дифракции лежит эффект фокусировки электронов в кристаллах, состоящий в преимущественном вылете электронов вдоль плотноупакованных атомных рядов и проявляющийся на дифракционных картинах в виде интенсивных максимумов отражения электронов, ориентированных вдоль этих направлений. До сих пор однако с позиций фокусировки электронов не нашли объяснения имеющиеся на таких картинах полосы повышенной интенсивности, наблюдаемые вдоль проекций наиболее плотноупакованных атомных плоскостей кристаллов легких элементов.

При исследовании атомных процессов, протекающих в приповерхностной области твердого тела, важное значение имеет изучение этих процессов в режиме реального времени, что недоступно большинству существующих методов структурного анализа поверхности. Поэтому создание метода, обладающего такими возможностями, является актуальной задачей.

Важными объектами структурных исследований являются межфазовые границы контактирующих твердых тел. Поскольку они могут обладать необычными свойствами и обусловливать появление новых эффектов, изучение межфазовых границ представляет большой интерес для фундаментальной науки. В то же время межфазовые границы имеют широчайшее применение в технике и технологии. В этой связи достаточно упомянуть твердотельную электронику, работа многих приборов которой основана на процессах, протекающих непосредственно в области межфазовых границ. Для лучшего понимания и оптимального их

использования необходимы знания о микроскопических характеристиках этих границ и, прежде всего, об их атомном строении. Между тем, получение такой информации также представляет большие, а нередко и непреодолимые трудности для многих существующих методов структурного анализа.

Цель настоящей работы состояла:

• во-первых, в разработке нового варианта метода дифракции отраженных электронов средней энергии, позволяющего не только визуализовать атомное строение приповерхностной области, но и изучать протекающие в ней атомные процессы в режиме реального времени;

• во-вторых, в дальнейшем развитии физических основ метода, состоящем в изучении механизма формирования полос повышенной интенсивности, наблюдаемых в картинах дифракции электронов средней энергии, отраженных от кристаллов легких элементов,

• в-третьих, в исследовании формирования реакционно-способных межфазовых границ разработанным методом.

Научная новизна работы определяется тем, что в ней впервые:

• Выявлен механизм формирования кякучи-полос в дифракционных картинах кристаллов легких элементов.

• Обнаружена островковая мода роста дисилицида кобальта на самых ранних стадиях формирования межфазовой границы Со812/81(111)7x7 в режимах реактивной и твердофазной эпитаксии.

• Изучены дифракционные картины электронов средней энергии, отраженных от слоистых кристаллов дихалькогенидов переходных металлов, и выявлена их специфика.

• Обнаружена интеркаляционно-стимулированная перестройка приповерхностной области монокристаллов дихалькогенидов переходных металлов при нанесении на их поверхность атомов калия.

• Продемонстрирован обратимый характер процесса интеркаляции кристалла Т182(0001) калием.

Достоверность и надёжность результатов обеспечена тщательной проработкой экспериментальных методик; проведением исследований в условиях сверхвысокого вакуума; использованием образцов с атомно-чистой поверхностью и современных методов ее контроля; многократным повторением измерений с хорошей воспроизводимостью результатов; совпадением полученных результатов с литературными данными там, где такое сравнение возможно.

Научная и практическая значимость работы.

Научная значимость работы состоит в выявлении нового механизма формирования кикучи-полос при средних энергиях электронов, в установлении некоторых ранее неизвестных закономерностей формирования гетеро-границы Со812/81(11!), в обнаружении шггеркаляционно-стимулированной перестройки приповерхностной области кристаллов дихалькогенидов переходных металлов при нанесении на их поверхность при комнатной температуре атомов калия, а также в наблюдении процесса деинтеркаляции кристалла КХТ152 при его контакте с кислородом. Практическая значимость работы состоит в разработке нового варианта метода визуализации атомной структуры поверхности, пригодного для исследования атомных процессов в режиме реального времени.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Метод визуализации атомной структуры поверхности, основанный тта регистрации дифракционных картин при скользящем падении электронного пучка на исследуемый образец; его приборная реализация, позволяющая проводить измерения в режиме реального времени.

2. Новый механизм формирования кикучи-полос в дифракционных картинах кристаллов легких элементов, в котором определяющую роль играют фокусировка электронов отдельными атомными плоскостями и интерференционные максимумы первого порядка, возникающие вследствие межплоскостного рассеяния.

3. Образование островков дисшшцида кобальта с А- и В-ориентацией на поверхности монокристалла Б1°(1П) на ранних стадиях нанесения кобальта при комнатной температуре; термостимулированная перестройка доменов Со81'2 А-типа в процессе твердофазной эпитаксии.

4. Интеркаляционно-стимулированная перестройка приповерхностной области кристаллов У8е2(0001) и Т|"82(0001), протекающая при нанесении на их поверхность атомов калия и проявляющаяся в увеличении межслоевых зазоров на 2,2 Айв структурном фазовом переходе 1Т ->

311(1).

5. Релаксация кристаллической структуры приповерхностной области Кх'П82(0001), обусловленная ее деинтеркаляцией в результате взаимодействия с кислородом.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на XXVIII - XXX Международных конференциях по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами (Москва, 1998-2000),

1-ом Международном совещании по зародышеобразованию и нелинейным проблемам в фазовых переходах первого рода (С.-Петербург, 1998), 9-ой Международной конференции по тонким пленкам и поверхности (Копенгаген, Дания, 1998), 14-ом Международном вакуумном конгрессе (Бирмингем, Англия, 1998), 2-ой Национальной конференции по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов (Москва 1999), Международном симпозиуме по атомно-слоевой эпитаксии (Хельсинки, Финляндия 1999), 6-ой Международной конференции по структурам на поверхности (Ванкувер, Канада, 1999), 18-ой Европейской конференции по физики поверхности (Вена, Австрия, 1999), 8-ой Европейской конференции по приложениям анализа поверхности и границ раздела (Севилья, Испания, 1999), 10-ой Международной конференции по топким пленкам и поверхности (Принстон, США, 2000), 19-ом Европейском симпозиуме по кристаллографии поверхности (Нанси, Франция, 2000), 19-ой Европейской конференции по физики поверхности (Мадрид, Испания, 2000).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 27 печатных работ, включающих 8 статей в научных журналах и тезисы 19 докладов на Российских и международных конференциях и симпозиумах. Перечень публикаций приведен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. В ней 172 страницы, в том числе 106 страниц машинописного текста, 67 рисунков, 1 таблица и список литературы, включающий 137 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель и определены задачи исследования, отмечена научная новизна и практическая значимость результатов работы, сформулированы основные научные положения, выносимые на защиту.

Первая глава диссертации содержит обзор литературы по теме исследования. В первом ее параграфе кратко рассмотрены физические основы метода дифракции медленных электронов. Далее в нем описаны результаты работ, посвященных дифракции электронов средней энергии (~1 кэВ), относящиеся главным образом к 60-тым годам. В данном диапазоне энергии дифракционные картины формируются квазиупруго рассеянными электронами, и характерные для них специфические особенности кардинально отличают их от картин дифракции медленных электронов. Отмечено, что интерпретация рассматриваемых картин была основана на представлениях динамической теории дифракции электронов, развитой при высоких энергиях.

Во втором параграфе главы описаны основные закономерности дифракции рентгеновских фото- и оже-электронов также из диапазона средних энергий. Рассмотрены представления о фокусировке электронов в кристаллах, развитые при интерпретации дифракционных картин этих электронов. Они послужили базой для развития новых методов структурного анализа поверхности, получивших широкое распространение в настоящее время. Идентичность пространственных распределений фото-, оже- и квазиупруго рассеянных электронов близких энергий поставили вопросы о возможности использования представлений о фокусировке электронов для объяснения дифракционных картин отраженных электронов средней энергии и о развитии на их основе еще одного метода структурного анализа поверхности.

В третьем параграфе данной главы рассматриваются работы, посвященные получению ответов на поставленные вопросы. В них систематически изучены дифракционные картины квазиупруго рассеянных электронов средней энергии от монокристаллов с разными физико-химическими свойствами и с известной структурой поверхности. Исследования проведены на качественно новом уровне по сравнению с ранними работами. Полученные данные проанализированы с позиций эффекта фокусировки квазиупруго рассеянных электронов, показана возможность визуализации атомной структуры приповерхностных слоев кристалла с помощью рассматриваемых дифракционных картин, тем самым заложены основы нового метода структурного анализа поверхности.

Приведены примеры приложения данного метода к исследованию ряда систем с резкими межфазовыми границами. В заключение сформулированы выводы из обзора и поставлена задача исследования.

Во второй главе описана сверхвысоковакуумная установка, использовавшаяся автором при проведении экспериментов. В первом параграфе рассмотрена конструкция и указаны параметры некоторых из основных узлов установки. К ним относятся система откачки, манипулятор, источники напыляемых материалов и шлюзовая система загрузки образцов. Кроме этого установка оборудована серийным оже-спектрометром с энергоанализатором типа "цилиндрическое зеркало".

Второй параграф посвящен описанию созданного автором электронографа, предназначенного для визуализации атомного строения приповерхностной области твердых тел (рис.]). В данном приборе реализован метод дифракции неупруго отраженных электронов средней энергии. Его основу составляет полусферический двухсеточный энергоанализатор с задерживающим полем. Образец, находящийся в центре анализатора, облучается пучком первичных электронов, падающих на его поверхность под скользящим углом (10°), что увеличивает чувствительность к поверхности и делает доступной для регистрации (в отличие от традиционной конструкции низковольтных электронографов) область полярных углов, близких к нормали к поверхности. Особенностью конструкции данного прибора является также наличие в нем

Экран

Сетки

Образец | Электроны

Окно

Видео камера

Рис. 1

микроканальной пластины (МКП), используемой в качестве усилителя яркости. Введение в конструкцию МКП наложило жесткие ограничения на размеры сеток, что повлекло за собой необходимость принятия дополнительных мер по обеспечению их сферичности. Это было сделано путем отжига на специальных оправках в атмосфере инертного газа. В результате стало возможным регистрировать искомые картины в области полярных углов эмиссии до 57°. Применение МКП позволило за счет усиления яркости картины значительно увеличить быстродействие системы регистрации, одновременно сохранив низким (<0,01мкА) ток первичных электронов.

Система регистрации подробно описана в третьем параграфе данной главы. Дифракционная картина, высвечивающаяся на экране, покрытом люминофором, снимается видеокамерой. Видеосигнал поступает на плату оцифровки в компьютер, где переводится в цифровой код, записывается на жесткий диск и одновременно отображается на мониторе. Скорость регистрации при этом может достигать 50 картин в секунду, что открывает возможность исследования многих атомных процессов, протекающих на поверхности, в режиме реального времени. Кроме того, специальная схема позволяет увеличивать время экспозиции видеокамеры, создавая тем самым возможность дополнительного усиления картин низкой интенсивности. Применение автоматизированной системы регистрации картин сделало возможным проведение многократных измерений исследуемых дифракционных картин на разных стадиях эксперимента. Для извлечения структурной информации из наблюдаемых картин была разработана специальная программа. Она адаптирована к среде Штс!о\У5'95 и позволяет:

• выводить полученные распределения интенсивности отражения электронов по полярному и азимутальному углам вылета на дисплей компьютера в графическом виде с использованием различных кристаллографических проекций и определять пространственную ориентацию максимумов фокусировки;

• проводить разнообразные преобразования указанных двумерных распределений, включая их нормировку на различные функции, получать разностные дифракционные картины, осуществлять повороты картин вокруг произвольных направлений;

• количественно сопоставлять картины от разных объектов, а также сравнивать их с результатами модельных расчетов, используя аппарат Я-факторов и другие средства.

В четвертом параграфе подробно описана процедура преобразования графических файлов наблюдаемых дифракционных картин в файлы

пространственных распределений отраженных электронов в полярных координатах, необходимые для количественного сопоставления их с результатами расчетов.

Все дифракционные картины, полученные в данной диссертационной работе, регистрировались при энергии первичных электронов 2кэВ и потенциале на задерживающей сетке 1,8 кВ. Измерения проводились в условиях сверхвысокого вакуума при давлении остаточных газов менее 5-10"10 Topp. Очистка поверхности образцов осуществлялась посредством прогрева кристаллов с помощью электронной бомбардировки или сколом в вакууме непосредственно перед измерениями. Элементный состав поверхности контролировался методом электронной оже-спектроскопии. Этот же метод использовался и для калибровки адсорбционных покрытий, наносимых на поверхность кристаллов.

: В третьей главе диссертации рассмотрен механизм формирования дифракционных картин кремния ; и. описаны результаты исследований начальных стадий формирования межфазовых границ кремния с серебром и кобальтом. В первом параграфе этой главы с позиций эффекта фокусировки электронов анализируется вопрос о происхождении кикучи-полос, отчетливо наблюдающихся в дифракционных картинах легких элементов и, в частности, кремния. Расчеты, проведенные в рамках кластерной модели однократного рассеяния при использовании больших кластеров, дают адекватное описание кикучи-подос, но не раскрывают природы их возникновения. Для выяснения данного вопроса было проведено моделирование кикучи-полос, возникающих вдоль проекций наиболее плотно-упакованных плоскостей (110) монокристалла кремния. Расчеты были выполнены для кластеров разных размеров и форм, начиная с моделирования картины от отдельной плоскости (110), перпендикулярной грани Si(100) и построенной из возрастающего числа ее элементарных двумерных ячеек. Показано, что кикучи-полоса возникает вследствие наложения многочисленных максимумов фокусировки электронов, обусловленных их рассеянием на атомных цепочках, имеющихся в данной плоскости. Причем для формирования сплошной полосы необходимо, чтобы плоскость была достаточно больших размеров и состояла из сотен атомов. Однако одиночной плоскости недостаточно для адекватного описания поперечного профиля кикучи-полосы. Последующие расчеты, выполненные для кластеров, состоящих из трех, пяти и более плоскостей, показали, что за резкие края кикучи-полос ответственно межплоскостное рассеяние. При этом для воспроизведения такого профиля полос оказалось достаточным учесть рассеяние электронов

лишь на плоскостях, соседних с эмитирующей плоскостью. Понять механизм этого межплоскостного рассеяния помогли расчеты, проведенные для кластера, состоящего из двух плоскостей, находящихся на удвоенном межплоскостном расстоянии друг от друга, между которыми на разной глубине помещался эмитирующий атом. Оказалось, что для "'глубоких" внутренних источников на краях полосы обнаруживаются узкие яркие

Рис.2

особенности при угле Брэгга. Причина их появления была выяснена при анализе рассеяния электронов, испускаемых этими внутренними источниками, лишь на ближайших к ним атомных цепочках. Показано, что хотя максимумы фокусировки, обусловленные рассеянием электронов на разных атомах цепочки, возникают вдоль различных направлений в, ориентации а связанных с ними интерференционных максимумов первого порядка практически совпадают для целого ряда атомов (рис.2). Таким образом, вторым механизмом, определяющим формирование рассматриваемых полос, а именно - появление у них резких краевых областей, является дифракционное рассеяние электронов на ближайших соседних плоскостях. Для проявления этого эффекта, однако, необходимо, чтобы средний свободный пробег электронов был достаточно большим. Именно различие в средних пробегах для легких и тяжелых элементов и объясняет отсутствие резкого контраста на краях кикучи-полос в картинах от кристаллов тяжелых элементов.

Во втором параграфе третьей главы приводятся результаты апробации метода, проведенной на примере исследования тонких пленок серебра, формируемых на поверхности 81(100)2x1. Эта система является модельной для изучения контакта металл-полупроводник и подробно изучалась многими методами. В частности, известно, что при напылении атомов Ag на подложку, находящуюся при температуре около 100°С, на ней сначала растут островки серебра с ГЦК структурой. Их коалесценция и формирование сплошной пленки Ац(ЮО) наблюдаются при дозах напыленного серебра, соответствующих покрытию ~20 А. Разработанный метод позволил визуализовать эти стадии процесса. Действительно, дифракционная картина, наблюдавшаяся от сформированной пленки Ag,

хорошо согласуется с результатами моделирования, полученными для грани А£(100). При этом ее азимутальная ориентация такая же, как и у 81(100). Детальное рассмотрение дифракционных картин на начальных стадиях нанесения пленки обнаруживает в них как элементы картины от чистой подложки, так и от пленки А§( 100), что возможно лишь при наличии на поверхности кристалла кремния островков серебра. Компьютерное моделирование этих дифракционных картин, основанное на синтезе реперных данных от подложки и пленки Ag с варьированием их статистических весов, позволило, опираясь на аппарат Я-факторов, определить долю поверхности подложки, занимаемую островками на ранних стадиях роста пленки. Данная процедура сводится к поиску соотношения реперных картин, при котором достигается минимальное значение И-фактора, соответствующее минимому среднего по всем точкам отклонения расчетной картины от экспериментальной.

Отжиг сплошных пленок А§(100) до температуры Т к 500° С, когда уже начинается десорбция атомов Ag с поверхности, видоизменяет наблюдаемую кикучи-картину. Наряду с ослаблением сохраняющихся в картине дифракционных особенностей, характерных для объемной решетки серебра, в ней появляются и усиливаются элементы дифракционной картины подложки. Эти данные наряду с результатами, полученными с помощью оже-спекгроскопии, свидетельствуют о том, что пленка теряет свою сплошность и становится осгровковой. Моделирование дифракционных картин позволяет и в этом случае определить долю поверхности подложки, занятую островками.

Таким образом, приведенные результаты наглядно продемонстрировали, что развитая методика может успешно использоваться для визуализации атомного строения приповерхностной области и происходящих в ней структурных перестроек.

В третьем разделе данной главы описаны результаты исследования процесса формирования реакционно-способной межфазовой границы в системе Со/8!(111), главной особенностью которой является рост силицидов на поверхности кремния. Основное внимание при этом обращено на изучение самых начальных стадий силицидообразования при реактивной эпитаксии. Нанесение уже первых 1-2 монослоев кобальта на кристалл кремния, находящийся при температуре 400°С заметно изменяет дифракционную картину. При больших покрытиях кобальта (~4 монослоя) изменения картины становятся менее заметными и практически прекращаются после напыления 5-6 монослоев кобальта. Примерно в этом же диапазоне покрытий перестает изменяться отношение оже-сигналов Со(М\'У) и БКЬУу), свидетельствуя о постоянстве и элементного состава

в зондируемом приповерхностном слое. Дифракционная картина от такой пленки во многом сходна с наблюдаемой для кремния, но развернута относительно нее по азимуту на 180°. Отсюда следует, что на поверхности 11) сформировалась эпитаксиальная пленка Со512(111) В-ориентации.

Анализ промежуточных дифракционных картин, полученных на ранних этапах формирования пленки, позволил получить информацию о механизме ее роста. Детальное сопоставление этих картин с картинами чистого кремния и дисилицида кобальта показало, что в промежуточных картинах содержатся элементы картин от обоих кристаллов. Это позволило предположить, что они являются их суперпозицией. Для проверки такого предположения рассматриваемые кикучи-картины были смоделированы из картин, измеренных для кремния и дисилицида кобальта. Расчет каждой картины проводился с варьированием параметра, определяющего статистический вес поверхности подложки, не занятой кристаллитами Со8{2(111). Зависимости П-фактора от этого параметра обнаружили хорошо выраженные минимумы для 1, 2 и 3 монослоев при значениях, равных соответственно 0,60, 0,35 и 0,18. Приведенные данные свидетельствуют о том, что при напылении первых монослоев кобальта формирующаяся пленка занимает только часть площади подложки, которая возрастает при дальнейшем нанесении кобальта. Оценка средней толщины растущих островков показала, что на самых рашшх стадиях силицидообразования превалирует латеральный рост О^СШ).- Дйятрех монослоев Со их площадь составляет более 80 %, и, вероятно, уже на этой стадии начинается процесс коалесценции островков. После нанесения пяти монослоев Со образуется сплошная пленка Со8|'2(111) с эпитаксиальной ориентацией В-типа.

В четвертом параграфе изложешл результаты исследования начальных стадий формирования межфазовой границы Со/81(111) в процессе нанесения кобальта на подложку, находящуюся при комнатной температуре, и последующей твердофазной эпитаксии при отжиге образца. Несмотря на то, что данная система изучалась многими методами, природа образующейся фазы до сих пор обсуждается в литературе. Одной из главных причин такого положения дел является недостаток информации" об атомном строении очень тонкого силицидного слоя, образующегося в диапазоне покрытий от одного до нескольких монослоев нанесенного кобальта.

При напылении кобальта на кристалл, находящийся при комнатной температуре, как и в случае нанесения на нагретый кристалл, дифракционные картины сильно меняются с ростом покрытия. В то же время характер происходящих в них изменений существенно иной. Во-

первых, не наблюдается поворота картины, во-вторых, с увеличением дозы напыления, уменьшается контрастность дифракционных картин, которые становятся почти диффузными после напыления 6 монослоев кобальта, что свидетельствует о постепенном формировании на поверхности образца малоупорядоченных слоев.

Для того чтобы определить структуру исследуемого силицидного слоя была проведена серия компьютерных расчетов дифракционных картин, полученных после нанесения 1, 2, 3 и 4 монослоев кобальта. Процедура расчетов учитывала возможность сосуществования на поверхности кремния островков силицида обоих ориентации - А и В. При проведении вычислений для каждого значения параметра, характеризующего площадь подложки, не занятой островками, рассчитывались картины, соответствующие различным соотношениям площадей островков типа А и В. Двумерные зависимости R-фактора от варьируемых параметров обнаружили наличие в них четких минимумов. Хорошее согласие между данными эксперимента и результатами расчета явилось доказательством корректности использованной в расчетах модели. Сравнение расчетных картин с экспериментальными показало последовательное уменьшение площади оголенной подложки и мало меняющееся соотношение долей островков разных ориентаций (около 60% островков типа А). Таким образом, из рассмотрения дифракционных картин следует, что при комнатной температуре, также как и при повышенной, происходит образование островков CoSi2, однако, эти островки' характеризуются ориентацией двух типов - А и В, развернутых друг относительно друга на 180°.

Дифракционные картины, наблюдаемые на различных стадиях термической обработки образца Si(lll), покрытого относительно толстым слоем Со, также были проанализированы с использованием описанной выше процедуры. Картина от образца в исходном состоянии имела диффузный вид и до температуры 250°С не претерпела сколько-нибудь заметных изменений. Дальнейшее увеличение температуры отжига приводило к постепенному возврату к дифракционной картине, сходной с картиной от фазы CoSi2, но с меньшим контрастом. Анализ полученных данных показал, что в результате твердофазной реакции кремниевой подложки с нанесенным на нее металлом формируется сплошная пленка CoSi2. В то же время она является негомогенной и состоит из доменов силицида с ориентацией А- и В-типа. Доля различных доменов зависит от температуры отжига. По мере ее увеличения происходит энергетически выгодная реструктуризация пленки, которая сопровождается исчезновением доменов типа А.

Четвертая глава посвящена исследованию процессов иитеркаляции дихалькогенидов переходных металлов калием. В первом параграфе главы кратко рассмотрено кристаллическое строение данных соединений. Отмечено, что они имеют слоистую структуру и состоят из сэндвичей, представляющих собой два моноатомных слоя халькогена, между которыми заключен слой атомов металла. В сэндвичах атомы связаны сильными ионно-ковалентными связями, а между сэндвичами действуют слабые Ван дер Ваальсовские силы, обусловливающие появление значительных межслоевых зазоров. Такое строение рассматриваемых соединений определяет специфику их многих свойств. Особый интерес представляет способность данных материалов пропускать в межслоевые зазоры чужеродные атомы и молекулы - процесс, получивший название интеркаляции. Интеркаляция способна существенно менять многие свойства данных соединений, их атомное строение и электронную структуру. В течение многих лет при исследовании интеркаляции дихалькогенидов переходных металлов изучались изменен™ лишь объемных свойств. При этом объектами исследования служили главным образом порошковые материалы, которые погружали в соответствующие растворы, а в качестве интеркалянтов наиболее часто использовались щелочные металлы. Однако в последние годы была обнаружена спонтанная интеркаляция рассматриваемых соединений атомами щелочных металлов, протекающая при нанесении их in situ на поверхность монокристаллов. Основное внимание в этих исследованиях уделялось изменениям электронной структуры. Опытов же по изучению in situ структурных перестроек в интеркалируемой области практически не проводилось. Имеется лишь одна работа, выполненная методом сканирующей электронной микроскопии, позволяющей получать сведения о строении лишь верхнего монослоя атомов. Между тем, структурная информация очень важна для интерпретации результатов исследования электронного строения данных материалов. Именно поэтому разработанный автором метод визуализации кристаллической структуры поверхности был применен для изучения интеркаляции атомами калия типичных представителей дихалькогенидов переходных металлов -VSe2(0001)nTiS2(0001).

Во втором параграфе четвертой главы описаны результаты исследования процесса фокусировки отраженных электронов в слоистых кристаллах. Показано, что слоистость строения этих соединений, обусловливающая существование в них коротких атомных цепочек, состоящих всего из двух-трех атомов, проявляется в некотором ослаблении процессов фокусировки электронов, протекающих в нескольких

ближайших к поверхности монослоях. Численное моделирование таких картин с варьированием структурных постоянных зондируемой приповерхностной области исследуемых соединений и сопоставление расчетных данных с результатами эксперимента показало, что атомное строение этой области близко к объемной кристаллической структуре. Таким образом, обрыв Ван дер Ваальсовских связей на границе твердое тело/вакуум не оказывает заметного влияния на атомное строение приповерхностной области кристаллов У5е2(0001) и Т1'82(0001).

Третий параграф посвящен исследованию процесса интеркаляции кристалла У5е2(0001) калием. Для получения структурных данных об изменениях, происходящих в приповерхностной области образца, дифракционные картины регистрировались на разных этапах нанесения калия, проводившегося при комнатной температуре. Диапазон покрытий составлял 1-10 монослоев. На первой стадии процесса наблюдалось лишь некоторое увеличение диффузного фона картины. Однако дальнейшее увеличение степени покрытия до примерно одного монослоя приводило появлению качественно новой картины. Контраст ее был сначала невелик,

но постепенно возрастал в диапазоне покрытий до ~ 4 монослоев. Полученная картина показана в правой части рис.3. Следует подчеркнуть, что наблюдение новой дифракционной картины является первым прямым доказательством структурной перестройки приповерхностной области монокристалла У8е2, происходящей при его интеркаляции атомами К.

Для определения атомной структуры модифицированного шггеркаляцией приповерхностного слоя было проведено численное моделирование полученной дифракционной картины. При этом была учтена возможность увеличения зазора Ван дер Ваальса при проникновении в него атомов интеркалянта, а также возможные изменения в упаковке сэндвичей, что сопровождается структурными фазовыми переходами от одного политипа соединения к другому. В диссертации проанализированы три основных политипа соединения У8е2 - 1Т, ЗЩ) и ЗЩП) структуры. Первая из них соответствует кристаллической решетке исходного соединения и характеризуется, так же как и структура 351(11), октаэдрической координацией ионов калия. В структуре 311(1) ионы калия имеют тригоналыю-призматическую координацию. Моделирование полученных датшых было выполнено в рамках кластерной модели однократного рассеяния. Сравнение полученных результатов с экспериментом проводилось с помощью Я-факторов. Наилучшее согласие с экспериментом было получено для структуры 311(1). Таким образом, обнаружено, что интеркаляция У8е2(0001) калием сопровождается структурным фазовым переходом 1Т—>ЗЯ(1). Одновременно происходит и значительное увеличение (на 2,2 А) зазора Ван дер Ваальса.

В четвертом параграфе приведены результаты исследования системы КЛлБ^ООО!). Показано, что, так же как и в рассмотренном выше случае, интеркаляция калием монокристалла Т^ООСП) приводит к структурному фазовому переходу 1Т-»ЗЯ(1) и возрастанию Ван дер Ваальсовского зазора на 2,2 А. В данной системе, однако были изучены также и промежуточные стадии процесса интеркаляции, для которых были получены соответствующие дифракционные картины. Данные наблюдений обнаружили постепенную трансформацию приповерхностной области кристалла в ходе интеркаляции. Для того чтобы получить сведения о том, как протекает этот процесс, данные эксперимента были сопоставлены с результатами численного моделирования, соответствующего случаям заполнения (с одновременным расширением) 1, 2, 3 и 4 межсэндвичевых зазоров в приповерхностной области кристалла. При этом рассматривались два возможных варианта протекания процесса, когда модификация кристалла атомами калия происходит со сдвигом сэндвичей друг относительно друга и без него. Оказалось, что расчеты, выполненные по

первому сценарию, очень хорошо описывают всю совокупность измеренных картин. Что касается степени заполнения этих зазоров калием, то оказалось, что она равна примерно 0,3, и, следовательно, проинтеркалированная область имеет состав, близкий к K0,3TiS2.

Состояние образцов TiS2, подвергнутых интеркаляции и находящихся в сверхвысоком вакууме, по крайне мере, в течение нескольких недель, является достаточно устойчивым. Это означает, что калий, проникший в образец, не перераспределяется в нем, стремясь к равномерной концентрации по всему объему кристалла. Однако такие образцы не устойчивы к воздействию кислорода. Выдержка их в атмосфере 02 при давлении 102 Topp в течение 10 минут приводит к существенному изменению строения приповерхностого слоя. Это непосредственно видно из дифракционных картин, которые становятся похожими на картины, наблюдавшиеся на ранних стадиях интеркаляции. Обнаруженный эффект объясняется выходом атомов калия из образца и соединением их с кислородом, т.е. процессом деинтеркаляции, что было подтверждено и численным моделированием полученных картин. Расчеты были проведены для разных структурных моделей деинтеркаляции кристалла. Выяснилось, что удаление атомов калия из образца сопровождается релаксацией решетки кристалла и переходом из 3R(1) в 1Т структуру.

Основные результаты работы:

1. Создан прибор для визуализации атомной структуры поверхности и происходящих на ней изменений в режиме реального времени. Его основу составляет низковольтный электронограф с мякроканальным усилителем яркости изображений, получаемых при скользящем падении электронного пучка на исследуемый образец. Для извлечения количественной структурной информации из наблюдаемых картин разработан специальный пакет прикладных программ, адаптированных к среде Windows'95.

2. Установлен новый механизм формирования кикучи-полос в дифракционных картинах кристаллов легких элементов. Определяющую роль в нем играют, во-первых, процессы рассеяния электронов одиночными атомными плоскостями, обусловленные фокусировкой электронов на имеющихся в этих плоскостях атомных цепочках, и, во-вторых, процессы межплоскостного рассеяния, приводящие к возникновению и наложению интерференционных максимумов первого порядка. Последний механизм работает только для внутренних источшшов, локализованных на достаточно большой глубине.

3. Обнаружена островковая мода роста дисилнцида кобальта на поверхности монокристалла $1(111)7x7 на самых ранних стадиях реактивной эпитаксии. При этом на поверхности кремния формируются островки Со812(1И) В-типа, ориентированные антипараллельно подложке. С увеличением степени покрытая происходит их латеральный рост и последующая коалесценция при покрытиях, превышающих примерно 3 монослоя.

4. При нанесении кобальта на поверхность кремния при комнатной температуре также наблюдается островковый рост пленки СоБ'^О II). Однако в данном случае образуются островки А- и В-типов, соотношение которых не меняется в диапазоне покрытий 1-3 монослоя. После коалесценции островков на их поверхности растет неупорядоченная пленка кобальта. Процесс последующей твердофазной эпитаксии СоБ]^ при отжиге таких сверхтонких пленок кобальта начинается при температуре около 250°С. Он приводит к формированию дисилицида кобальта, состоящего из А и В доменов. При дальнейшем повышении температуры (до ~500°С) наблюдается постепенная рекристаллизация А доменов в В домены.

5. Прямым методом показано, что при нанесении атомов калия на поверхность монокристаллов У8е2(0001) и Т]82(0001) происходит спонтанная интеркаляция приповерхностной области этих соединении, приводящая к их радикальной структурной перестройке. Она проявляется как в значительном увеличении (на 2,2 А) межслоевых зазоров, так и в структурном фазовом переходе от исходного 1Т политипа к политипу 311(1).

6. Показано, что процесс интеркаляции протекает путем последовательного частичного заполнения зазоров ван дер Ваальса атомами интеркалянта, начинающегося с поверхности. Обнаружено, что при контакте КХТ]'52(0001) с кислородом протекает обратный процесс деинтеркаляции, при котором атомы калия выходят из кристалла, соединяясь с кислородом, а решетка релаксирует в исходное состояние.

Результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Валдайцев Д.А., Гомоюнова М.В., Пронин И.И., Фараджев Н.С. Визуализация атомного строения приповерхностной области VSe2. // XXVIII Международная конференция по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами, Москва - 25-27 мая 1998 г., - Тез. докл., С. 83.

2. Faradzhev N.S., Gomoyunova M.V., Pronin 1.1., Valdaitsev D.A. The growth and recrystallzation of ultrathin silver films on the silicon surface // 1st International Workshop «Nucleation and Non-linear Problems in the First-Order Phase transitions», - St.Petersburg, 29 June -3 July 1998, - Abstracts, P. 21.

3. Gomoyunova M.V., Pronin I.I., Faradzhev N.S., Valdaitsev D.A. Formation of Kikuchi-like features in medium-energy electron diffraction patterns // 9th International Conference on Solid Films and Surfaces, Copenhagen, Denmark, -July 6th-l Oth, 1998, - Final Program & The Book of Abstracts, P2.CH. 11.

4. Pronin I.I., Gomoyunova M.V., Faradzhev N.S., Valdaitsev D.A. Backscattered electron forward focusing as a tool for characterization of nanometer films // 9th International Conference on Solid Films and Surfaces, Copenhagen, Denmark, - July 6th-10th, 1998, - Final Program & The Book of Abstracts, P2.CH.12.

5. Faradzhev N.S., Gomoyunova M.V., Pronin I.I., Valdaitsev D.A. Near-Surface Atomic structure of VSe2(0001) // 14th International Vacuum Congress, ICC, Birmingham, - 1998-Abstracts, Session S.S. PTh, P. 297.

6. Пронин И.И., Валдайцев Д.А., Гомоюнова M.B., Фараджев Н.С., Банщиков А.Г. Прибор для визуализации атомной структуры поверхностных слоев на основе эффекта фокусировки электронов // ЖТФ.

- 1998 - Т. 68.-№ 12 - С. 80-84.

7. Гомоюнова М.В., Пронин И.И., Фараджев Н.С., Валдайцев Д.А. Кикучи-картины как средство отображения атомной структуры кластеров, сформированных на поверхности твердого тела // Изв. АН, сер. физ. - 1998

- Т. 62 - JVo 10 - С. 1996-2001.

8. Gomoyunova M.V., Pronin I.I., Faradzhev N.S., Valdaitsev D.A. Recent Developments in Surface Crystallography by Forward Focusing of Backscattered Electrons // Phys. Low-Dim. Struct. - 1998 -V. 11/12. -P. 125-143.

9. Гомоюнова M.B., Пронин И.И., Валдайцев Д.А., Фараджев Н.С. Визуализация кристаллического строения поверхности отраженными электронами // Вторая национальная конференция по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов, Москва, - 23-27 мая 1999 г. - Тез. докл., С. 271.

10. Гомоюнова М.В., Пронин И.И., Валдайцев Д.А., Фараджев Н.С.

Кикучи-полосы в картинах дифракции электронов средней энергии // Вторая национальная конференция по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов, Москва, - 23-27 мая 1999 г. - Тез. докл., С. 294.

11. Валдайцев Д.А., Гомоюнова М.В., Пронин И.И., Фараджев Н.С.Моделирование кикучи-полос дифракционных картин электронов с энергией ~1 кэВ // XXIX Международная конференция по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами, Москва, - 31 мая - 2 июня 1999 г., - Тез. докл., С. 35.

12. Валдайцев Д.А., Гомоюнова М.В., Пронин И.И., Фараджев Н.С. Визуализация структурной перестройки приповерхностной области VSe2(0001) в процессе интеркаляции// XXIX Международная конференция по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами, Москва, - 31 мая - 2 июня 1999 г., - Тез. докл., С. 35.

13. Pronin I.I., Gomoyunova M.V., Faradzhev N.S., Valdaitsev D.A. Realtime imaging of the near-surface atomic structure by backscattered electrons // Atomic Layer Epitaxy /ALENET Workshop, Helsinki, - June 20-23, 1999, -Abstracts, P. 4.

14. Pronin I.I., Gomoyunova M.V., Faradzhev N.S., Valdaitsev D.A. In situ intercalation of VSe2(0001) with potassium: direct observation of the near-surface structure transformation // 6th International Conference on Structure on Surfaces, Vancouver, - 26-30 July, 1999, - Abstracts, ThP82.

15. Gomoyunova M.V., Pronin I.I., Valdaitsev D.A., Faradzhev N.S. 1T->3R structural transformation due to in situ intercalation of VSe2(0001) with potassium 11 18th European Conference on Surface Science, Vienna (Austria), -21st-24th September 1999, - Abstracts, Tu-l8:00-HS6.

16. Pronin I.I., Gomoyunova M.V., Faradzhev N.S., Valdaitsev D.A. Realtime imaging of the near-surface atomic structure by backscattered electrons // 8th European Conference on Applications of Surface and Interface Analysis, Sevilla (Spain), 4th -8th October 1999, - Abstracts, TH-TD22.

17. Гомоюнова M.B., Пронин И.И., Фараджев H.C., Валдайцев Д.А. Формирование Кикучи-полос в дифракционных картинах электронов средней энергии // ФТТ. - 1999 - Т. 41. - № 3. - С. 411-417.

18. Пронин И.И., Гомоюнова М.В., Фараджев Н.С., Валдайцев Д.А. Визуализация атомной структуры приповерхностной области твердого тела // ЖТФ. - 1999 - Т. 69. - № 9. - С. 68-71.

19. Пронин И. И., Гомоюнова М. В., Валдайцев Д. А., Фараджев Н. С. Структурный анализ поверхности диселентща ванадия, интеркалированного калием // XXX Международная конференция по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами, Москва, - 29-31

мая 2000 г., - Тез. докл., С. 116.

20. Гомоюнова М.В., Пронин И.И., Валдайцев Д.А., Фараджев Н.С. Приложение эффекта фокусировки электронов средней энергии к изучению начальных стадий формирования CoSi2 на кремнии // XXX Международная конференция по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами, Москва, - 29-31 мая 2000 г., - Тез. докл., С. 117.

21. Faradzhev N.S., Gomoyunova M.V., Pronin I.I., Valdaitsev D.A., Luches P., Valeri S. Imaging of the structure of ultrathin cobalt silicide films by inelastically backscattered electrons // 10th International Conference on Solid Films and Surfaces, Princeton, July 2000, Abstracts, Mo-P-67.

22. Pronin I.I., Gomoyunova M.V., Faradzhev N.S., Valdaitsev D.A. Reconstruction of the Near-Surface Layers of TMDC Induced by in situ Intercalation // ECM-19 satellite meeting "Surface crystallography", Nancy, August 31 st - September 2nd, 2000, Abstracts, P 21.

23. Faradzhev N.S., Gomoyunova M.V., Pronin I.I., Valdaitsev D.A., Luches P., Rota A., Valeri S. Solid-phase reaction of ultrathin Co layers with Si(ll 1) surface: structural aspects // 19th International Conference on Surface Science, Madrid, - 5-8 September, 2000, - Abstracts, P. 192, Th-P-29.

24. Pronin I.I., Gomoyunova M.V. Faradzhev N.S. Valdaitsev D.A. Starnberg H.I. Reversible intercalation of TiS2 with К imaged by backscattered electrons // 19th International Conference on Surface Science, Madrid, - 5-8 September, 2000, - Abstracts, P. 116, We-09:10-Eur.

25. Гомоюнова M.B., Пронин И.И., Валдайцев Д.А., Фараджев Н.С. Фокусировка электронов при отражении от слоистого кристалла // ФТТ. -2000 - Т. 42. - № 3. - С. 542-547.

26. Валдайцев Д.А., Гомоюнова М.В., Пронин И.И., Фараджев Н.С. Визуализация структурной перестройки приповерхностной области VSe2 в процессе интеркаляции // Поверхность. - 2000. - № 5. - С. 44-47.

27. Pronin I.I., Gomoyunova M.V., Faradzhev N.S, Valdaitsev D.A., Starnberg H.I. In situ intercalation of VSe2(0001) with K: direct observation of near-surface structure transformation by incoherent medium-energy electron diffraction // Surf. Sci.-2000. - V. 461. - No. 1-3.-P. 137-145.

страница

ВВЕДЕНИЕ

Глава I ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

§1.1 Дифракция электронов и структурный анализ поверхности твердого тела

§1.2 Дифракция рентгеновских фото-и оже-электронов

§1.3 Дифракция квазиупруго рассеянных электронов средней энергии

§ 1.4 Выводы из обзора и постановка задачи исследования

Глава II ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

§2.1 Экспериментальная установка

§2.2 Электронограф с микроканальным усилителем яркости изображения

§2.3 Система регистрации дифракционных картин

§2.4 Настройка прибора и компьютерная обработка изображений

Глава III ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ПАССИВНЫХ И РЕАКЦИОННО-СПОСОБНЫХ МЕЖФАЗОВЫХ ГРАНИЦ МЕТАЛЛ/КРЕМНИЙ

§3.1 Механизм формирования кикучи-полос в дифракционных картинах кремния

§3.2 Визуализация атомного строения пленок серебра на поверхности 81( 100) 2x

§3.3 Реактивная эпитаксия дисилицида кобальта на поверхности 81(111)7x

§3.4 Твердофазная эпитаксия дисилицида кобальта на

81(111) 7x

§3.5 Выводы

Глава IV ИНТЕРКАЛЯЦИЯ ДИХАЛЬКОГЕНИДОВ

ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ КАЛИЕМ

§4.1 Строение и свойства дихалькогенидов переходных металлов

§4.2 Исследование атомной структуры приповерхностной области У8е2(0001)

§4.3 Интеркаляция У8е2 калием

§4.4 Интеркаляция Т182 калием

§4.5 Выводы

Актуальность темы исследования. Настоящая работа посвящена дальнейшему развитию нового метода визуализации атомного строения поверхности твердого тела, базирующегося на анализе картин дифракции отраженных электронов средней энергии. Становление данного метода относится к началу 90-х годов. В отличие от традиционных методов дифракции медленных и быстрых электронов, отображающих атомное строение поверхности в обратном пространстве, дифракционные картины электронов средней энергии дают изображение атомной структуры приповерхностной области твердого тела в реальном пространстве. Эта возможность была наглядно продемонстрирована в ряде работ на примере исследования монокристаллов металлов, полупроводников и диэлектриков. Специфика рассматриваемого метода обусловлена тем, что в его основе лежит эффект фокусировки отраженных электронов, приводящий к появлению в дифракционных картинах интенсивных максимумов, наблюдаемых вдоль направлений плотной упаковки кристаллов. Однако до сих пор с позиций этого эффекта не нашли своего объяснения такие важные особенности картин, как кикучи-полосы, которые отчетливо проявляются в случае кристаллов легких элементов.

При исследовании атомных процессов, протекающих в приповерхностной области твердого тела, большое значение имеет их изучение в режиме реального времени, что недоступно большинству существующих методов структурного анализа поверхности. Поэтому разработка метода визуализации, обладающего такими возможностями, является актуальной задачей физической электроники.

Важными объектами структурных исследований являются межфазовые границы контактирующих твердых тел. Поскольку они могут обладать необычными свойствами и обусловливать появление новых эффектов, изучение межфазовых границ представляет большой интерес для фундаментальной науки. В то же время такие границы имеют широчайшее применение в технике и технологии, например, в твердотельной электронике. Поэтому исследование микроскопических характеристиках указанных границ и, в частности, их атомного строения чрезвычайно важно для практических приложений.

Цель настоящей работы состояла:

• во-первых, в разработке нового варианта метода дифракции отраженных электронов средней энергии, позволяющего не только визуализовать атомное строение приповерхностной области, но и изучать протекающие в ней атомные процессы в режиме реального времени;

• во-вторых, в дальнейшем развитии физических основ метода, состоящем в изучении механизма формирования кикучи-полос, наблюдаемых в картинах дифракции электронов средней энергии, отраженных от кристаллов легких элементов,

• в-третьих, в исследовании формирования реакционно-способных межфазовых границ разработанным методом.

Научная новизна работы определяется тем, что в ней впервые:

• Выявлен механизм формирования кикучи-полос в дифракционных картинах кристаллов легких элементов.

• Обнаружена островковая мода роста дисилицида кобальта на самых ранних стадиях формирования межфазовой границы Со812/81(111)7x7 в режимах реактивной и твердофазной эпитаксии.

• Изучены дифракционные картины электронов средней энергии, отраженных от слоистых кристаллов дихалькогенидов переходных металлов, и выявлена их специфика.

• Обнаружена интеркаляционно-стимулированная перестройка приповерхностной области монокристаллов дихалькогенидов переходных металлов при нанесении на их поверхность атомов калия.

• Продемонстрирован обратимый характер процесса интеркаляции кристалла Т182(0001) калием.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Метод визуализации атомной структуры поверхности, основанный на регистрации дифракционных картин при скользящем падении электронного пучка на исследуемый образец; его приборная реализация, позволяющая проводить измерения в режиме реального времени.

2. Новый механизм формирования кикучи-полос в дифракционных картинах кристаллов легких элементов, в котором определяющую роль играют фокусировка электронов отдельными атомными плоскостями и интерференционные максимумы первого порядка, возникающие вследствие межплоскостного рассеяния.

3. Образование островков дисилицида кобальта с А- и В-ориентацией на поверхности монокристалла 81(111) на ранних стадиях нанесения кобальта при комнатной температуре; термостимулированная перестройка доменов Со812 А-типа в процессе твердофазной эпитаксии.

4. Интеркаляционно-стимулированная перестройка приповерхностной области кристаллов У8е2(0001) и Т1$2(0001), протекающая при нанесении на их поверхность атомов калия и проявляющаяся в увеличении межслоевых зазоров на 2,2 А и в структурном фазовом переходе 1Т ЗЩ1).

5. Релаксация кристаллической структуры приповерхностной области Кх1и 82(0001), обусловленная ее деинтеркаляцией в результате взаимодействия с кислородом.

Научная и практическая значимость работы. Научная ценность работы состоит в выявлении нового механизма формирования кикучи-полос при средних энергиях электронов, в установлении некоторых ранее неизвестных закономерностей формирования гетерограницы Сд^/З^! 11), в обнаружении интеркаляционно-стимулированной перестройки приповерхностной области кристаллов дихалькогенидов переходных металлов при нанесении на их поверхность при комнатной температуре атомов калия, а также в наблюдении процесса деинтеркаляции кристалла КхТл82 при его контакте с кислородом. Практическая значимость работы состоит в разработке нового варианта метода визуализации атомной структуры поверхности, пригодного для исследования атомных процессов в режиме реального времени.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Создан прибор для визуализации атомной структуры поверхности и происходящих на ней изменений в режиме реального времени. Его основу составляет низковольтный электронограф с микроканальным усилителем яркости изображений, получаемых при скользящем падении электронного пучка на исследуемый образец. Для извлечения количественной структурной информации из наблюдаемых картин разработан специальный пакет прикладных программ, адаптированных к среде

2. Установлен новый механизм формирования кикучи-полос в дифракционных картинах кристаллов легких элементов. Определяющую роль в нем играют, во-первых, процессы рассеяния электронов одиночными атомными плоскостями, обусловленные фокусировкой электронов на имеющихся в этих плоскостях атомных цепочках, и, во-вторых, процессы межплоскостного рассеяния, приводящие к возникновению и наложению интерференционных максимумов первого порядка. Последний механизм работает только для внутренних источников, локализованных на достаточно большой глубине.

3. Обнаружена островковая мода роста дисилицида кобальта на поверхности монокристалла 81(111)7x7 на самых ранних стадиях реактивной эпитаксии. При этом на поверхности кремния формируются островки Со812(111) В-типа, ориентированные антипараллельно подложке. С увеличением степени покрытия происходит их латеральный рост и последующая коалесценция при покрытиях, превышающих примерно 3 монослоя.

4. При нанесении кобальта на поверхность кремния при комнатной температуре также наблюдается островковый рост пленки Со812(111). Однако в данном случае образуются островки А- и В-типов, соотношение которых не меняется в диапазоне покрытий 1-3 монослоя. После коалесценции островков на их поверхности растет неупорядоченная пленка кобальта. Процесс последующей твердофазной эпитаксии Со812 при отжиге таких сверхтонких пленок кобальта начинается при температуре около 250°С. Он приводит к формированию дисилицида кобальта, состоящего из А и В доменов. При дальнейшем повышении температуры (до ~500°С) наблюдается постепенная рекристаллизация А доменов в В домены.

5. Прямым методом показано, что при нанесении атомов калия на поверхность монокристаллов У8е2(0001) и Т182(0001) происходит спонтанная интеркаляция приповерхностной области этих соединений, приводящая к их радикальной структурной перестройке. Она проявляется как в значительном увеличении (на 2,2 А) межслоевых зазоров, так и в структурном фазовом переходе от исходного 1Т политипа к политипу ЗЩ1).

6. Показано, что процесс интеркаляции протекает путем последовательного частичного заполнения зазоров ван дер Ваальса атомами интеркалянта, начинающегося с поверхности. Обнаружено, что при контакте КхТ182(0001) с кислородом протекает обратный процесс деинтеркаляции, при котором атомы калия выходят из кристалла, соединяясь с кислородом, а решетка релаксирует в исходное состояние.

Все перечисленные выше результаты получены впервые.

155

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении хотелось бы выразить глубокую признательность за предоставленную тему, постоянное внимание и помощь в работе над диссертацией моему научному руководителю главному научному сотруднику, доктору физ.-мат. наук М. В. Гомоюновой и старшему научному сотруднику, канд. физ.-мат. наук И. И. Пронину.

Особую благодарность хотелось бы выразить н.с. Н. С. Фараджеву, поделившемуся бесценным опытом в области техники эксперимента и обработки результатов.

1.. Van Hove M.A., Weinberg W.H., Chan C.-M.,Low-Energy Electron Diffraction. Springer Series in Surface Science 6. - SpringerVerlag Berlin Heidelberg, 1986, - 603 p.

2. Pendry J.B. Low energy electron diffraction. The theory and its Application to Determination of Surface Structure. Acad. Press: London, New York, 1974.

3. H а у м о в e ц A . E . Дифракция медленных электронов. В кн.: Спектроскопия и дифракция электронов при исследовании поверхности твердых тел. -М: Наука. 1985. С. 162-221.

4. Городецкий А.Е. Исследование атомных поверхностных структур методом дифракции быстрых электронов на отражение. В кн.: Спектроскопия и дифракция электронов при исследовании поверхности твердых тел. М: Наука. 1985. С. 222-285.

5. К i k и с h i S . Beugung der Materiestahlen // Phys. ZS. 1930. - V. 31. - P. 737-752.

6. Dingley D.J., Baba-Kishi K.Z., V . Randl e . Atlas of Backscattered Kikuchi Diffraction Patterns. Insitute of Physics Publishing Bristol and Philadelphia 1995, - 135P.

7. McRae E.C., Caldwell C.W. Low-energy electron diffraction study of lithium fluoride (100) surface // Surf.Sci. 1964. - V.2. - P.509-515

8. Robins J.L., Gerlach R.L., Rhodin T .N. Kikuchi effects from LEED in Ni. // Appl.Phys.Lett. 1966. - V.8. - P. 12-14

9. T a u b H . Stern R . M . Nearest-neighbor electron scattering in Si // Appl. Phys.Let. 1966. - V. 9. -№ 7. - P. 261-263.

10. Johnson D.C., MacRae A.U. Kikuchi Bands in LEED// J.Appl.Phys. 1966. - V. 37. - P. 1945-1951

11. Marklund 1., Andersson S LEED study of NaCl( 100) surface// Surf.Sci. 1966 - V.5. - P. 197-202

12. S t e r n R . M ., T a u b H . Origin of the angular dependence of secondary emission of electrons from W // Phys.Rev.Lett. 1968. - V. 20. - № 24.1. P.1340-1343.

13. L de В er su de r Observation et interpretation geometrique de lignes de Kikuchi liees a un reseau a deux dimensions. // C.r. Acad. Sci. 1968. - V. 266B. - № 25. - P.1489-1493.

14. M о s s e r A., Burggraf Ch. Etude du fond continue des diagrames de diffraction obtenus a partir d'une face (100) MgO. // Cr. 1972. - V. 274. - P. 1355-1358.

15. Mo s s er A., Burggraf Ch., Goldsztaub S., Ohtsuki

16. Y . H. LEED Kikuchi pattern phonon and plasmon contributions // Surf.Sci. -1976. V. 54. - № 3. - P. 580-592.

17. S h i n d о S., Mosser A., Contrast change of the LEED kikuchi pattern due to plasmon excitation // Surf. Sci. 1978. - V. 71. - № 1. - P. 155-160.

18. Г о м о ю н о в a M.В., Заславский С.JI., Пронин И.И. Анизотропия упругого отражения электронов от монокристаллического молибдена // ФТТ. 1978. - Т.20. - №5 - С. 1586-1589.

19. Гомоюнова М.В., Пронин И.И., Заславский С.Л. Анизотропия выхода вторичных электронов из монокристаллического молибдена // ФТТ. 1982. - Т.24. - № 7 - С. 2006-2011.

20. G ото у un о va M.V., Pronin 1.1., Schmulevitch J.А. Kikuchi Patterns of Mo(lOO) and Primary Electron Localization // Surf.Sci. -1984. V. 139-P.443-452.

21. Howie A., W h elan M.J. Diffraction Contrast of Electron Microscope Images of Crystal Lattice Defects. II The development of Dynamical Theory. //Prog. Roy. Soc. 1961. - V.A263. -№1313.-P.217-237.

22. Hashimoto H., Howie A., W h elan M.J. Anamalous electron adsorption effects in metal foils: Theory and Comparision with experiment. // Prog. Roy. Soc. 1962. - V.A269. -№1.-P.80-117.

23. Хирш П., Хови А., Николсон P., Пэшли Д., Уэлан

24. М . Электронная спектроскопия тонких кристаллов. М.:Мир - 1968.

25. Chens D., Howie A., Jacobs М.Н. Characteristic X-ray production in thin crystalls. // Z. Naturforsch. 1973. - V.28. -P.565-571.25. .Humphreys C.J. The scattering of fast electrons by crystalls. // Rep.

26. Prog. Phys. 1979. - V.42. - №11.- P.1825-1887.

27. Siegbahn K., Gelius U., Siegbahn H., and Olsen E. // Phys. Lett. 1970. - V. 32A. - P. 221.

28. Egelhoff W.F., Jr., X-ray photoelectron and Auger-electron forward scattering: a new tool for studying epitaxial growth and core-level binding-energy shifts // Phys. Rev. B. 1984. - V. 30. - № 2 - P. 1052-1055

29. Egelhoff W . F ., Jr.// Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 1985. - V. 37. -P. 443.

30. Thompson K.A.,Fadley C.S. X-ray photoelectron diffraction study of oxygen adsorption on the stepped copper surfaces (410) and (211)// Surf.Sci. 1984. - V.146. - P.281-308

31. To nne г B.P., Zhang J., Han Z.-L. Structure of Cu on Ir(l 11): A case study in photoelectron holography and quantitative photoelectron diffraction // Appl. Surf. Sci. 1993. - V. 70/71. - №. 1/4 - P. 378-385.

32. Egelhoff W.F., Jr. X-ray photoelectron and Auger electron forward scattering: a new tool for surface crystallography // Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 1990. - V. 16. - № 3,- P. 213-235.

33. F a d 1 e у С . S ., Angle-resolved X-ray photoelectron spectroscopy // Prog, in Surf. Sci. 1984. - V. 16. - № 3,- P. 275-388.

34. Fadley C.S. The study of surface structures by Photoelectron diffraction and Auger electron diffraction // in: Synchrotron Radiation Research: Advances in Surface Science (Plenum, New York). 1992. - ch. 9. - P. 421-518.

35. Chambers S.A. Epitaxial film crystallography by high-energy Auger and

36. X-ray photoelectron diffraction 11 Adv. in Phys. 1991. - V. 40. - № 4. -P.357-415.

37. Chambers S.A. Elastic scattering and interference of backscattered primary, Auger and X-ray photoelectrons at high kinetic energy: principles and applications // Surf. Sci. Rep. 1992. - V. 16. - № 6. - P.261-331.

38. F r i t z s c h e V . Surface structure determinations by photoelectron diffraction: Theoretical foundations // Workschop on Photoelectron diffraction, Gwatt, Switzerland, March 31-April 2. 1993. - Abstract IT1.

39. Kuette 1 O.M., Osterwalder J., Schlapbach, Agostino R ., Photoelectron analysis of diamond and metal-diamond interfaces // Diamond and Rel.Mat. 1993. - V. 2. - P. 548-551.

40. Bart on J.J., Shirley D.A. Curred-ware-front corrections for photoelectron scattering // Phys. Rev. B. 1985. - V. 32. - № 4 - P.1892-1905.

41. Barton J . J ., Shirley D.A. Small-atom approximations for photoelectron scattering in the intermediate-energy range // Phys. Rev. B. -1985.-V. 32.-№4-P. 1906-1920.

42. Barton J.J., Robey S.W., Shirley D.A. Theory of angle-resolved photoemission extended fine structure // Phys. Rev. B. 1986. - V.34.- № 2. P. 778-791

43. Re hr J.J., Albers R., Natoli C., Stern E . A. Newhigh-energy approximation for x-ray-absorption near-edge structure // Phys. Rev. B.- 1986,- V.34.-№6,- P.4350-4353.

44. Rehr J.J., Mustre de Leon J., Natoli C.R., Fadley C.S., Osterwalder J. Spherical-wave corrections in photo-electron diffraction //Phys. Rev. B. 1989,- V. 39. -№ 9 -P.5632-5639.

45. Ton g S.Y., Poon H.C., Snider D.R. Importance of multiple forward scattering in medium- and high-energy electron emission and/or diffraction spectroscopy // Phys. Rev. B. 1985. - V.32. - № 4 - P.2096-2100

46. X u M .-L., Barton J.J., Van Hove M . A. Electron scattering by atomic chains: Multiple-scattering effects // Phys. Rev. B, 1989. - V. 39. -№ 12. -P.8275-8283

47. Aeb i s cher H.A., Greber T., Osterwalder J.,

48. Kaduwela A. P., Friedman D.J., Herman G . S ., Fadley С . S. Material dependence of multiple-scattering effects assotiated with photoelectron and Auger electron diffraction along atomic chaines // Surf. Sci. -1990. V.239. - P.261-264.

49. Egelhoff W.F., Jr. Role of Multiple scattering in X-ray photoelectron spectroscopy and Auger-electron diffarction in crystals // Phys. Rev. Lett. -1987. V.59. - № 5 - P.559-562.

50. X u M.L., Van Hove M.A., Surface structure determination with forward focused electrons//Surf. Sci. 1989,- V. 207.-№ 2/3-P.215-232

51. Hi lferink H., Lang E., Heinz К . Angular resolved auger emission and LEED kikuchi intensities at 850 eV from a Ni(100) surface // Surf. Sci., 1980. - V. 93. - P.398-406.

52. Гомоюнова M.B., Пронин И . И . Анизотропия возбуждения и выхода оже-электронов из монокристаллического молибдена // Поверхность (Физика, химия, механика). 1982. - № 7. - С. 44-48.

53. Han Z.-L., Hardcastle S., Harp G . R ., et. al. Structural effects in single-crystal photoelectron, Auger-electron, and Kikuchi-electron angular diffraction patterns // Surf. Sci. 1991. - V. 258. - P. 313-327.

54. Farajev N.S., Gomoyunova M.V., Pronin I.I. Medium-Energy Backscattered Electron Diffraction Patterns from W(100) // Phys. Low-Dim. Struct. 1994. - V.9. - p.l 1-20.

55. Farajev N.S., Gomoyunova M.V., Osterwalder J., Pronin 1.1., Wolf Th. Medium-energy kikuchi patterns from YBa2Cii30x(001). // Surf.Sci. 1995. - V.331-333. -P.1446-1453.

56. Г о м о ю н о в a M.B., Пронин И. И., Фараджев Н.С. Фокусировка электронов средней энергии при квазиупругом отражении от кристалла // ЖЭТФ. 1996. - Т. 110. - В. 1. - № 7. - С. 311 -321.

57. Farajev N.S., Gomoyunova M.V., Pronin I.I. The Initial Growth of Ag Layers on Mo(l 10) Studied by MEED // Phys.Low-Dim.Struct. -1996.-V. 7/8.-P. 103-114

58. Г о м о ю н о в а М.В., Пронин И.И., Фараджев Н.С. Визуализация строения поверхностных слоев на основе фокусировкиотраженных электронов // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 1997. - №6,- с. 117-121.

59. П ронин И.И., Фарад ж ев Н.С., Гомоюнова М.В. Роль фокусировки электронов в формировании кикучи-картин монокристалла кремния // ФТТ. 1997. - Т. 39. - № 4. - С. 752-757

60. Г о м о ю н о в а М.В., Пронин И. П., Фараджев Н.С. Атомное строение кластеров серебра на кремнии // ЖТФ. 1997. - Т. 67. -№ 12.-С. 62-66.

61. Пронин И. И., Фараджев Н.С., Гомоюнова М.В. Визуализация структурной перестройки пленки серебра на кремнии // Письма в ЖТФ. 1997. - Т. 23. - С. 35-39.

62. Farajev N.S., Go шоу u nova M.V., Pronin I.I. Surface Crystallography by Forward-Focusing of Quasi-Elastically Reflected Electrons: Physical Bases and Applications // Phys.Low-Dim.Struct. 1997. - V. 3/4. - P. 93-112.

63. Г о м о ю н о в а М.В., Пронин И.И., Фараджев Н.С. Кристаллическое строение кластеров серебра, сформированных на поверхности Si(100) 2x1 // Письма в ЖТФ. 1998. - Т. 24. - № 7. - С. 5156.

64. Пронин И.И., Фараджев Н.С., Гомоюнова М.В. Фокусировка электронов при отражении от монокристалла Si(100) // ФТТ. -1998.-Т. 40,-№7.-С. 1364-1369.

65. Гомоюнова М.В., Пронин И.И., Фараджев Н.С. Фокусировка электронов, отраженных от кристалла с потерями энергии. // ЖТФ. 1998. - Т. 68. -№ 6. - С. 128-133.

66. Ф ар а д ж е в Н.С., Гомоюнова М.В., Пронин И.И. Дифракция некогерентно рассеянных электронов с энергией 1-2 кэВ // Поверхность. 1998. - № 8. - С. 56-59.

67. Pronin Igor I. and Gomoyunova Marina V. Imaging of the near-surface atomic structure by forward-focused backscattered electrons // Progress in Surf. Sci. 1998. - V.59. - №1-4. - P. 53-65.

68. Пронин И.И., Гомоюнова M. В., Бернацкий Д.П.,

69. Заславский С.Л. Спектрометр вторичных электронов с угловым разрешением для исследования поверхности монокристаллов // ПТЭ. -1982. -№ 1.- С. 175-178.

70. Бернацкий Д. П., Заславский С.Л., Пронин И.И., Гомоюнова М.В. Система регистрации спектрометра вторичных электронов. // ПТЭ. 1982. - № 1. - С. 178-180.

71. Hochstrasser М., Erbudak М., Atrei A., Wetli Е., Z u г k i г с h М., Structure of metal-on-metale ultrathin films studied by secondary electron imaging // Phys. Low-Dim. Struct. 1995. - V. 10/11. -P.325-338.

72. Erbudak M., Hochstrasser M., Wetli E., Zurkirch M., Investigation of symmetry properties of surfaces by means of backscattered electrons // Surf. Rev. Lett. 1997. - V. 4. - № 1. - P. 179-196.

73. Van Hove MA., Tong S.Y., El с on in M . H ., Surface structure refinements of 2H-M0S2, 2H-NbSe2 and W(100)p(2xl)-0 via new reliability factors for surface crystallography // Surf. Sci. 1977. - V.64 - P.85-98.

74. Cunningham S.L., Chan C.-M., Weinberg W.H., Determination surface relaxation from low-energy electron diffraction via a transform method // Phys. Rev. В. 1978. - V. 18 - № 4 - P. 1537-1549.

75. Landman U., Adams D . L ., Study of the transonn-decon volution method for surface srtucture detemination // Surf.Sci. 1975. - V.51 - № 1 -P.149-173.

76. Zanazzi E., Jon a F A reliability factor for surface structure determinations by low-energy electron diffraction // Surf.Sci. 1977. - V.62 -№> 1 - P.61-80.

77. Фарад ж ев H.C. Структурный анализ поверхности методом дифракции квазиупруго рассеянных электронов Диссертация на соискание ученой степени кандидата физ.-мат. наук, С-Петербург, 2000.

78. Ishizaka A., Shiraki Y . Low temperature surface cleaning of silicon and its application to silicon MBE // J. Electrochem.Soc. 1986. - V.133- № 4. - P.666-670.

79. Davis L.E., MacDonald N.C., Palmberg P.W., Riach

80. G.E., Weber P.E. Handbook of Auger Electron Spectroscopy Phis. Electr. Ind. inc., USA, 1976.

81. Протопопов О.Д., Горелик В . А., Атлас оже-спектров чистых материалов Научно-исследовательский интситут, Рязань, 1984. 101 с.

82. Bau doing R., Stern R.M. and Taub H . Inner sources in low energy electron diffraction: Tungsten (110) // Surf. Sci. 1968. - V.l 1.1. P.255-264.

83. Tr eh an R., Osterwalder J., and Fadley С . S . Single-scattering-cluster description of substrate X-ray photoelectron diffraction and its relationship to kikuchi bands // J. Electr. Spectr. & Rel. Phenom. 1987. -V.42. - P.187-215.

84. Osterwalder J., Stewart E.A., Cyr D., Fadley C.S., Mustre de Leon J., and Rehr J.J. X-ray photoelectron diffraction at high angular resolution // Phys. Rev. 1987. - V.B35. - P.9859-9862.

85. Bardi U., Torrini M., Ichinohe Y., Omori S., Ishii

86. H., Owari M. and Nihei Y. Kikuch-like effects in X-ray photoelectron diffraction from the Ca/sub 2/(111) surface // Surf. Sci. 1997. -V.394. - P.L150-L160.

87. Ichinohe Y., Ishii H., Owari M. and Nihei Y. Site-specific characteristic of the Kikuchi-like bands in high-angular-resolution X-ray photoelectron diffraction // Jpn. J. Appl. Phys. 1996. - V.35. - P.L587-L590.

88. S e a h M . P ., Data Compilations: their use to improve measurement certainty in surface analysis by AES and XPS // Surf. Interf. Anal. 1986. - V. 9.-P. 85-98.

89. Gomoyunova M.V., Konstantinov O.V., Shmulevitch

90. A . The perturbation theory of diffraction effects in secondary electron emission on the crystal surface // Surf.Sci. 1981. - V.l08,- P.281-291.

91. Li fs hits V.G., Saranin A.A., Zotov A.V. Surface Phaseson Silicon. Preparation, structure and properties. Chichester; John Wiley & Sons, 1994, 454 P.

92. Hasegawa S ., Dai m on H., Ino S. A study of adsorption and desorption processes of Ag on Si(l 11) surface by means of RHEED-TRAXS // Surf. Sci. 1987. - V. 186. -№ 1/2. -P. 138-162.

93. L e Lay G . Physics and electronics of the noble-metal / elemental-semiconductor interface formation: a status report // Surf. Sci. 1983. - V. 132. - № 1. - P. 169-204.

94. Wilson R.J., Chiang S. Structure of the Ag/Si(l 11) surface by sanning tunneling microscopy // Phys. Rev. Lett. 1987. - V. 58. - № 4. - P. 369-372.

95. Win au D., Itoh H., Schmid A.K., Ichinokawa T. Reconstructions and growth of Ag on Si(001) (2x1) // Surf. Sci. 1994. - V. 303. -№1. - P. 139-145.

96. Lin X.F., Wan K.J., Nogami J. Ag on the Si (001) surface: Growth behavior of the annealed surface // Phys.Rev.B. 1993. - V. 47. -№20.-P. 10947-10950.

97. Doraisuwamy N ., Jayaram G., Marks L.D. Unusual island structures in Ag growth on Si(100)-(2xl) // Phys. Rev. B. 1995. - V. 51. -№15-P. 10167-10170.

98. Yakabe T., Dong Z.-C., Nejoh H. Observation of negative differential resistance on Ag/Si(100) using STM // Appl. Surf. Sci. 1997. - V. 121/122. -P. 187-190.

99. Lin X.F., Wan K.J., No gamy J. Surface reconstructions in the Ag/Si(001) system // Phys.Rev.B. 1994. - V. 49. - № 11. - P. 7385-7393.

100. Cho W.S., Kim J.Y., Park N.G., Chae K.H., Kim

101. Y. W., Lyo I.W., Kim S.S., Choi D.S., Wang C.N. Atomic structure of Ag grown on Si(100) (2x1) at high temperature // Surf. Sci. Lett. 1999. - V. 439. - P. L792-L798.

102. Win au D., Ttoh H., Schmid A.K., Ichinokawa T. Agon Si(OOl) (2x1) formation of a 2x3 superstructure // J.Vac.Sci.Techn.B. 1994. -V. 12.-№3.-P. 2082-2085.

103. Hanbucken M ., Neddermeyer H. A LEED-AES study of the growth of Ag films on Si(100) // Surf.Sci. 1982. - V. 114. - № 2/3 - P. 563573.

104. Shivaprasad S.M., Abukava T., Yeom H.W., et al.Ag adsorption on a single domain Si(001) 2x1 studied by electron and photoelectron diffraction // Surf. Sci. 1995. - V.344. - P.L1245-L1251.

105. Chen L.J., Tu K .N. //Mater. Sci. Rep. 1991. - V.7.-P.53-59.

106. S a i t o h S ., I s h i w a r a H., Furukawa S . Double heteroepitaxy in the Si(l 1 l)/CoSi2 structure // Appl. Phys. Lett. 1980. - V.37. - №2. -P.203-208.

107. P i r r i C., Peruchetti J.C., Gewinner G., Derrien J. Cobalt disilicide epitaxial growth on the silicon (111) surface //Phys. Rev. -1984. V.B29. - № 6. - P.3391-3397.

108. D e r r i e n J . Structural and electronic properties of CoSi2 epitaxially grown on Si(l 11)// Surf. Sci. 1986. - V.168. -№1. -P.171-183.

109. Chambers S.A., Anderson S.B., Chen H.W., Weaver J . H . High-temperature nucleation and silicide formation at the Co/Si(l 11)-7x7 interface: A structural investigation // Phys. Rev. 1986. - V.B34. - №2. - P.913-920.

110. B o s chrini F., Joyce J. J., Ruckincn M.W., Weaver J . H . High resolution photoemission study of Co/Si(l 11) interface formation // Phys. Rev. 1987. - V.B35. - №9. - P.4216-4221.

111. C h amb 1 i s s D.D., Rhodin T.N., Rowe J.E., Shigekawa H. Study of interface formation on Co/Si(l 1 l)-7x7 using angle -resolved photoemission // J. Vac. Sci. Technol. 1989 - V.A7. - №3. -P.2449-2453.

112. B en s ao ul a A., Veuillen J.Y., Nguyen T.T.A., Derrien J., De Crescenzi M . Study of the Co/Si(l 11) interface formation using electro energy loss spectroscopy // Surf. Sci. 1991. - V.241.- P.425-430.

113. Von Kan el H .//Mater. Sci. Rep. 1992. - V.8. - P. 193-198.

114. B u 11 e L i e u w m a C . W . T . Epitaxial growth of CoSi'2/Si structures // Appl. Surf. Sci. - 1993. - V.68. - P.l-5.

115. P1 u s n i n N.I., Milenin A.P., Prihodko D . P . Study of the Co/Si(l 11 ) 7x7 interface fonnation by AES and EELS methods // Phys. Low-Dim. Struct. - 1999. - V.9/10. - P. 107-111.

116. Hay ash i Y., Yoshinaga M., Ikeda H., Zaima S.,

117. Y a s u d a Y . Solid-phase epitaxial growth of CoSi2 on clean and oxygen-adsorbed Si(001) surfaces // Surf. Sci. 1999. - V.438. - № 1. - P.l 16-122.

118. Anterroches C.D. High-resolution electron microscopy of the initial stages of CoSi2 fonnation on Si(l 11)// Surf. Sci. 1986 - V. 168. - №1. -P.751-757.

119. Tung R.T., Bats tone J . L . Control of epitaxial orientation of CoSi2 on Si(l 11)// Appl. Phys. Lett. 1988. - V.52. - №19. - P. 1611-1613.

120. Derrien J., De Crescenzi M., Chainet E., d'Anterroches C., Pirri C., Gewinner G., Peruchetti J . C . Co/Si(l 11) interface fonnation at room temperature // Phys. Rev.- 1987.- V.B36. №12. - P.6681 -6684.

121. Von Kanel H., Schwarz C., Gencalves-Conto S.New epitaxially stabilized CoSi phase with CsCl structure // Phys. Rev. Lett. -1995. V.74. -№7. - P.l 163-1166.

122. Fuj itani H., Asano S. Schottky-barrier heigth and electronic structure of the Si interface with metal silicides: CoSi2 NiSi2 and YSÎ2 // Phys. Rev. 1994. - V.B50. - №12. - P.8681-8698.

123. Arnaud F., d' Avitayas, Delage S., Rosencher E., Derrien J . Kinetics of formation and properties of epitaxial CoSi2 films on Si(lll)//J. Vac. Sci. Technol. 1985. V.B3. -№2. -P.770-773.

124. H a m a n D . R . New silicide interface model from structural energy calculations // Phys. Rev. Lett. 1988. - V.60. -№4. - P.313-316.

125. Rossi G., Santaniello A., De Padova P., Jin X., Chandesris D. Structural chemisorption of Co on Si(l 11)7x7 // Europhys. Lett. 1990. -V.U.- №3. - P.235-241.

126. Ben net P.A., Cahili D.G., Copel M. The temperature evolution of ultrathin films in solid-phase reaction of Co with Si(l 11) studied by scanning tunneling microscopy // Phys. Rev. Lett. 1994. - V.73. -№3. -P.452-455.

127. H e 11 m a n n F ., Tung R. T . Surface structure of thin CoSi2 grown on Si(l 11) // Phys. Rev. 1988. - B37. - №18. - P.10786-10794.

128. Starke U., Schardt J., Weiß W., Rangelov G., Fauster Th., Heinz K. Surface of epitaxial CoSi2 films on Si(l 11) studied with LEED // Surf. Rev. and Lett. 1998. - V.5. - №1. - P.139-143.

129. D o 1 b ak A.E., Olshanetsky B.Z., Teys S . A. Initial stages of Co silicides growth on Si surface structures // Phys. Low-Dim. Struc. -1997. V.3/4. -P.l 13-117.

130. Chamblis s D.D., Rhodin T.N., Rowe J . E . Electronic and atomic structure of thin CoSi2 films on Si(l 11) and Si(100) // Phys. Rev. -1992. V.B45. - №3. P.l 193-1203.

131. Tung R.T., Gibson J.M., Poate J.M. Growth of single cristal silicide on silicon by the use of template layers // Appl. Phys. Lett. 1983. -V.42. №10 - P.888-870.

132. Bo scherin i F., Joyce J.J., Ruck man M.V., Weaver J. H . High-resolution photoemission study of Co/Si(l 11) interface formation // Phys. Rev. 1987. - V.B 35. - P.4216-4220.

133. Veuillen J.Y., Bensaoula A., De Crescenzi M., D e r r i e n J . Short-range local order of the Co/Si(l 11) interface by the extended Auger fine structure technique // Phys. Rev. 1989. - V.B39. -№14. P.10398-10401.

134. IIge B., Palasantzas G., De Nijs J., Geerligs L.J.The temperature evolution of ultra-thin films in solid-phase reaction of Co with

135. Si(l 11) studied by scannieng tunneling microscopy // Surf. Sei. 1998. -V.414. P.279-289.

136. Rossi G., Santaniello A., De Padova P. From the chemisorption of Co on Si(l 11 )7x7 to the formation of apitaxial A and B-type CoSi2 // Solid State Comm. 1990. - V.73. - №12. P.807-812.

137. Weigers G.A. Physical properties of first row transition metal dichalcogenides and their intercalates // Phys. B + C. 1980. - V.99. - № %. -P. 151 -165.

138. Starnberg H.I., Hughes H. P ., //J. Phys. C. 1987. - V.20.-P.4429-4435.

139. Ja eg ermann W., Petternkofer C.,SchellenbergerA. et a 1. Cs deposition on layered 2H-TaSe2 (0001) surfaces: adsorption or intercalation? // Solid State Comm. 1992. - V.84. - №9. P.921-926.

140. Brauer H.E., Ekvall I., Olin H., Starnberg H.I., Wahlstrom E., Hughes H. P., Strocov V.N.Na intercalation of VSe2 studied by photoemission and scanning tunneling microscopy. // Phys. Rev. 1997. - V.B 55. - P. 10022-10025.

141. Rems kar M., Popovic A., Starnberg H . I. Effects of in situ intercalation of TiS2 with Cs: direct observation of incomplete stacking transformation and defect creation // Surf. Sei. 1999. - V.430. - P. 199-203.

142. Starnberg H.I., Brauer H.E., Holleboom L.J., Hughes H.P. 3D-to-2D transition by Cs intercalation of Vse2 // Phys. Rev. Lett. 1993. - V.70. -№20. P.3111-3114.

143. Brauer H.E., Starnberg H.I., Holleboom L .J., Strocov V.N., Hughes H. P. Electronic structure of pure and alkali-metal-intercalated Vse2 // Phys. Rev. 1998. - V.B58. - P. 1003110035.

144. СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

145. Faradzhev N.S., Gomoyunova M.V., Pronin I.I., Valdaitsev D.A. Near-Surface Atomic structure of VSe2(0001) // 14th International Vacuum Congress, ICC, Birmingham, 1998 - Abstracts, Session S.S. PTh, P. 297.

146. Пронин И.И., Валдайцев Д.А., Гомоюнова M.B., Фараджев Н.С., Банщиков А.Г. Прибор для визуализации атомной структуры поверхностных слоев на основе эффекта фокусировки электронов // ЖТФ. 1998 - Т. 68. - № 12 - С. 80-84.

147. Гомоюнова М.В., Пронин И.И., Фараджев Н.С., Валдайцев Д.А. Кикучи-картины как средство отображения атомной структуры кластеров,сформированных на поверхности твердого тела // Изв. АН, сер. физ. -1998-Т. 62 -№ 10-С. 1996-2001.

148. Gomoyunova M.V., Pronin 1.1., Faradzhev N.S., Valdaitsev D.A. Recent Developments in Surface Crystallography by Forward Focusing of Backscattered Electrons // Phys. Low-Dim. Struct. 1998 - V. 11/12. - P. 125143.

149. Pronin I.I., Gomoyunova M.V., Faradzhev N.S., Valdaitsev D.A. Real-time imaging of the near-surface atomic structure by backscattered electrons //

150. Atomic Layer Epitaxy /ALENET Workshop, Helsinki, June 20-23, 1999, -Abstracts, P. 4.

151. Гомоюнова M.B., Пронин И.И., Фараджев H.C., Валдайцев Д.А. Формирование Кикучи-полос в дифракционных картинах электронов средней энергии // ФТТ. 1999 - Т. 41. - № 3. - С. 411-417.

152. Пронин И.И., Гомоюнова М.В., Фараджев Н.С., Валдайцев Д.А. Визуализация атомной структуры приповерхностной области твердого тела // ЖТФ. 1999 - Т. 69. - № 9. - С. 68-71.

153. Гомоюнова М.В., Пронин И.И., Валдайцев Д.А., Фараджев Н.С. Приложение эффекта фокусировки электронов средней энергии к изучению начальных стадий формирования CoSi2 на кремнии // XXX

154. Международная конференция по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами, Москва, 29-31 мая 2000 г., - Тез. докл., С. 117.

155. Pronin 1.1., Gomoyunova M.V., Faradzhev N.S., Valdaitsev D.A. Reconstruction of the Near-Surface Layers of TMDC Induced by in situ Intercalation 11ECM-19 satellite meeting "Surface crystallography", Nancy, August 31st September 2nd, 2000, Abstracts, P.

156. Pronin I.I., Gomoyunova M.V. Faradzhev N.S. Valdaitsev D.A. Starnberg H.I.til

157. Reversible intercalation of TiS2 with К imaged by backscattered electrons //19 International Conference on Surface Science, Madrid, 5-8 September, 2000, -Abstracts, P.

158. Гомоюнова M.B., Пронин И.И., Валдайцев Д.А., Фараджев Н.С. Фокусировка электронов при отражении от слоистого кристалла // ФТТ. -2000 Т. 42. - № 3. - С. 542-547.

159. Валдайцев Д.А., Гомоюнова М.В., Пронин И.И., Фараджев Н.С. Визуализация структурной перестройки приповерхностной области VSe2 в процессе интеркаляции // Поверхность. 2000. - Jvfe 5. - С. 44-47.