Визуализация кристаллической структуры поверхности отраженными электронами тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.04 ВАК РФ

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

На правах рукописи

г ;

• < К . ;

2 О г ПО ?гпа

Пропнн Игорь Иванович

ВИЗУАЛИЗАЦИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ОТРАЖЕННЫМИ ЭЛЕКТРОНАМИ

(специальность 01.04.04 - физическая электроника)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Санкт-Петербург 2000

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

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук

Л. Н. Галль

доктор физико-математических ргаук В. В. Кораблей

доктор физико-математических наук Г. Н. Огурцов

Ведущая организация: Санкт-Петербургский Государственный

Университет (СПбГУ)

Защита состоится " /4 " 2000 г. в 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 " Н " ссморЯ_2000 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 003.23.01 кандидат физико-математических наук

ВЗЫ,

А.Л.ОРБЕПИ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Изучение поверхности твердого тела является одним из тех направлений современной фундаментальной науки, развитие которых влияет на весь ход технического прогресса. Решающую роль в этих исследованиях играют методы структурного анализа поверхности. К настоящему времени создан целый арсенал таких средств. Например, уже на протяжении многих лет успешно используются методы дифракции медленных и быстрых электронов. Они позволили, в частности, обнаружить явление реконструкции поверхности кристаллов и автоматизировать процесс модекулярио-лучевой эпитаксии. В последние десять-пягаадцать лет появились и стали повсеместно использоваться сканирующая туннельная и атомно-силовая микроскопии, которые визуализируют поверхность образца с атомным разрешением. Широкое применение в научных и прикладных исследованиях находят также дифракция оже- и фотоэлектронов, дифракция рентгеновских лучей при скользящем падении, полевая ионная микроскопия, электронная микроскопия высокого разрешения, анализ протяженной тонкой структуры поглощения рентгеновского и синхротронного излучений, спектроскопия потерь энергии электронов высокого разрешения и другие методы.

Однако, несмотря на все богатство и разнообразие существующих средств, структурный анализ поверхности ряда важных объектов остается непростой задачей. Как правило, используемые методы сложны в реализации, либо в интерпретации эксперимента. Принципиальным ограничением в ряде случаев является и большая длительность измерений, что затрудняет проведение экспресс-анализа и не позволяет изучать атомные процессы на поверхности в их динамике. Поэтому создание методов, позволяющих отображать кристаллическое строение поверхности твердого тела в реальном пространстве (а не в обратном, как в большинстве дифракционных методов) и проводить исследования в режиме реального времени, является актуальной проблемой физической электроники.

Цель настоящей работы состояла в разработке нового метода визуализации кристаллического строения поверхности, достаточно простого в реализации и пригодного для изучения в реальном времени атомных процессов, протекающих в тонком приповерхностном слое твердого тела. Результаты наших предшествующих исследований позволяли полагать, что такой метод может быть создан на основе анализа пространственных распределений квазиупруго рассеянных электронов средней энергии. Основная идея предложенного метода состоит в использовашш эффекта фокусировки отраженных электронов для

визуализации всей совокупности основных межатомных направлений исследуемого образца.

Для достижения поставленной цели было необходимо решить три основных задачи:

1. Разработать физические основы метода, детально исследовав механизм формирования дифракционной структуры пространственных распределений отраженных электронов.

2. Реализовать предложенную идею в конкретном приборе и разработать методику проведения структурного количественного анализа.

3. Всесторонне апробировать метод на разнообразных системах с пассивными и реакционно-способными межфазовыми границами, получить с его помощью новую информацию об атомном строении ряда объектов, важных как для физико-химии поверхности, так и для практических приложений.

Научная новизна работы определяется тем, что в ней впервые:

• Детально исследована дифракционная структура пространственных распределений электронов средней энергии, квазиупруго рассеянных в тонком приповерхностном слое твердого тела. Получен большой комплекс новых данных для монокристаллов металлов, полупроводников и диэлектриков в диапазоне энергий от сотен эВ до 2кэВ. Установлено, что в интервале до кэВ происходит переход от обычного режима дифракции электронов к картинам нового типа, в которых доминируют максимумы, наблюдаемые вдоль направлений плотной упаковки кристаллов.

• Установлен механизм формирования дифракционных картин в диапазоне энергий 1-2 кэВ. Показано, что их специфика обусловлена

„эффектом фокусировки отраженных электронов, приводящим к их концентрированию вдоль цепочек атомов кристалла. Сами же картины фактически представляют собой центральные проекции межатомных направлений, содержащихся в приповерхностном слое твердого тела, толщиной порядка I hm. Эту закономерность картин предложено использовать для визуализации кристаллического строения поверхности твердого тела.

• Выявлены причины возникновения , кикучи-полос в дифракционных картинах кристаллов легких элементов. Показано, что основной вклад в усиление интенсивности отражения электронов вдоль этих полос вызван фокусировкой электронов атомными девочками, лежащими в шгатноупа кованн ых плоскостях кристаллов. Резкий же

поперечный профиль кикучи-полос обусловлен дифракционным рассеянием электронов атомами ближайших соседних плоскостей.

• Изучены закономерности эффекта фокусировки электронов средних энергий в приповерхностном слое кристалла. Выявлены зависимости его эффективности от энергии частиц, плотности упаковки

, атомных цепочек, их внутренней структуры и пространственной ориентации.

• Развиты оригинальные кластерные модели, основанные на эффекте фокусировки электронов, которые позволили адекватно описать наблюдаемые дифракционные картины. Разработана методика структурного количественного анализа приповерхностного слоя исследуемых объектов путем сопоставления эксперимента с результатами численного моделирования картин, проводимого с использованием факторов надежности (R-факторов) и варьированием искомых параметров.

• Изучена трансформация дифракционных картин в процессе нанесения ультратонких пленок чужеродных атомов на поверхность кристаллов. Получен большой комплекс новых данных для систем с резкой (Ag/Mo(110), Ag/Si(l 11), Ag/Si(100), Qo/SiOll)) и реакционно-способной межфазовой границей (Co/Si(ll 1)), наглядно демонстрирующих эффективность предложенного метода визуализации кристаллического строения поверхности твердого тела.

• Обнаружен термоактивированный структурный фазовый переход в системе Ag/Si(111), протекающий при температуре Т ~ 650 К. Сходный эффект обнаружен и в системе Co/Si(lll), в которой сверхтонкая двухдоменная пленка дисилицида кобальта трансформируется в результате отжига в эпитаксиальную пленку CoSi2(l 11).

• Исследована адсорбция фуллеренов на поверхности монокристаллического молибдена. Обнаружено, что сильные связи между молекулами С6о и поверхностью Мо(110) замораживают вращение фуллеренов и придают им фиксированную пространственную ориентацию. Показано, что адсорбированные молекулы обращены к подложке гексагонами.

• Изучены in situ структурные превращения в системах K/VSe2(0001) и K/TiS2(0001). Обнаружено, что нанесетше двух-трех монослоев калия на поверхность дихалькогенидов переходных металлов приводит к их спонтанной интеркаляции, стимулирующей радикальную структурную перестройку приповерхностной области этих слоистых кристаллов. Показано, что интеркаляционно-стимулированная перестройка поверхности имеет обратимый характер.

Научная и практическая значимость работы. Научная ценность работы состоит в том, что в ней систематически изучены картины дифракции электронов, неупруго отраженных от ряда монокристаллов. Проанализирована динамика изменения картин с энергией; выявлен механизм их формирования при энергиях 1-2 кэВ и показана ключевая роль в нем эффекта фокусировки электронов; установлены основные закономерности самого эффекта и развиты теоретические модели, количественно описывающие эксперимент. Таким образом, создана целостная физическая картина процесса формирования дифракционной структуры пространственных распределений неупруго отраженных электронов средней энергии, позволившая разработать новый метод визуализации кристаллической структуры поверхности твердого тела. Приложение этого метода к исследованию таких малоизученных процессов, как, например, взаимодействие фуллеренов с поверхностью твердого тела и in situ интеркаляция слоистых материалов, дало ряд новых научных результатов, имеющих большое самостоятельное значение для ' физики и химии поверхности.

Практическая ценность диссертации состоит в реализации идеи метода и создании оригинального прибора, позволяющего проводить исследования в режиме реального времени. В нем обеспечивается сбор информации со скоростью до 48 кадров в секунду и сводится к минимуму возмущающее воздействие электронного пучка на исследуемый объект. Для извлечения структурной количественной информации из наблюдаемых картин разработан специальный пакет прикладных программ. Прибор успешно испытан на ряде систем. Полученные результаты показали, что метод особенно перспективен для контроля формирования межфазовых границ, эгапаксиального роста тонких пленок, а также других технологических процессов.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Физическая картина формирования дифракционной структуры пространственных распределений неупруго отраженных электронов с энергией 1-2 кэВ, базирующаяся на эффекте фокусировки электронов; закономерности самого эффекта; кластерные модели, количественно описывающие исследованные дифракционные картины; новый механизм образования Кикучи-полос.

2: Метод визуализации кристаллического строения нанометрового приповерхностного слоя твердого тела, основанный на анализе максимумов фокусировки в пространственных распределениях отраженных электронов средней энергии; его приборная реализация, позволяющая исследовать атомные процессы на поверхности в режиме реального

6

времени; методики определения структурных параметров и фазового состава изучаемых объектов на основе компьютерного моделирования наблюдаемых картин.

3. Результаты исследования ультратонких пленок серебра на поверхности монокристаллов молибдена и кремния, наглядно демонстрирующие высокую поверхностную чувствительность метода и его способность визуализовать как кристаллическое строение наносимых слоев, так и их ориентацию относительно подложки.

4. Закономерности роста дисилицида кобальта на поверхности монокристаллического кремния, вытекающие го анализа дифракционных картин, снятых на разных стадиях процессов твердофазной и реактивной эпитаксии.

5. Результаты исследования взаимодействия фуллеренов с поверхностью молибдена и кремния; определение пространственной ориентации молекул С60, адсорбированных на поверхности Мо(110); прямое наблюдение образования карбида кремния в ходе термической реакции адсорбированных молекул С60 с поверхностью Si(l 11).

6. Обнаружение обратимой интеркаляционно-стимулированной перестройки приповерхностной области дихалькогенидов переходных металлов в экспериментах, проведенных in situ; результаты структурного анализа интеркаляционных комплексов, образующихся в системах K/VSe2(0001) и K/TiS2(0001).

Апробация работы. Основные результаты исследований, вошедших в диссертацию, были доложены и обсуждены на 9 отечественных и 33 международных конференциях, симпозиумах и школах: на 5-ой Всесоюзной школе по физике поверхности (Карпаты, 1986), 6-8-ом Всесоюзных симпозиумах по ВЭЭ, ФЭЭ и СПТТ (Рязань, 1986; Ташкент, 1990; Рязань, 1996), 20-ой и 21-ой Всесоюзных конференциях по эмиссионной электронике (Киев, 1987; Ленинград, 1990), 18-ой и 24-30-ой Международных конференциях по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами (Москва, 1989, 1994-2000), 14-16-ой и 18-19-ой Европейских конференциях по изучению поверхности (ECOSS-14, Лейпциг, Германия, ,1594; ECOSS-15, Лилль, Франция, 1995; ECOSS-16, Генуя, Италия, 1996; ECOSS-18, Вена, Австрия, 1999; ECOSS-19, Мадрид, Испания, 2000), 13-ом и 14-ом Международных вакуумных конгрессах (13th 1VC, Иокогама, Япония, 1995; 14th IVC, Бирмингем, Великобритания, 1998), Международном семинаре по дифракции электронов и визуализации поверхности (Скотсдэйл, США, 1996), 5-ой и 6-ой Международных конференциях по структуре поверхности (ICOSS-5, Экс Прованс, Франция, 1996; ICOSS-6, Ванкувер, Канада, 1999), 9-ом

Европейском симпозиуме по молекулярно-лучевой эпитаксии (Оксфорд, Великобритания, 1997), 4-ой конференции северных стран по физике поверхности (Олесун, Норвегия, 1997), 1-ой и 2-ой Национальных конференциях по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов (Дубна-Москва, 1997; Москва, 1999), 7-ой и 8-ой Европейских конференциях по анализу поверхности и интерфейсов (ECASIA'97, Гетеборг, Швеция; ECASIA'99, Севилья, Испания), 3-ем и 4-ом Международных симпозиумах по фуллеренам и атомным кластерам (С.- Петербург, 1997 и 1999), Международных конференциях "Эмиссионная электроника, новые методы и технологии" (Ташкент, 1997 и 1999), 19-ом Международном семинаре по физике поверхности (Поланика-Здрой, Польша, 1998), 1-ом Международном симпозиуме по зарождению кластеров и нелинейным проблемам в фазовых переходах 1-го рода (С.- Петербург, 1998), Международной конференции "Физика на пороге 21 века" (С.- Петербург,

1998), 9-ой и 10-ой Международных конференциях по тонким пленкам и поверхности (ICSFS-9, Копенгаген, Дания, 1998; ICSFS-10, Принстон, США, 2000), Международном симпозиуме по атомно-слоевой эпитаксии (Хельсинки, Финляндия, 1999), 24-ом Международном симпозиуме "Прогресс в физике поверхности и межфазовых границ" (Модена, Италия,

1999), Международном симпозиуме по кристаллографии поверхности (Нанси, Франция, 2000).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 86 печатных работ. Список основных публикаций приведен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, основных выводов и списка цитируемой литературы. Общий объем диссертации 306 страниц, включая 189 страниц текста, 150 рисунков и таблиц, а также список литературы из 197 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы цели и задачи работы, показаны новизна, научная и практическая значимость полученных результатов, приведены положения, выносимые на защиту.

В первой главе диссертации, содержится краткий обзор экспериментальных и теоретических работ, посвященных дифракции электронов средней энергии и структурному анализу поверхности кристаллов. В первом параграфе главы рассмотрены физические основы

метода. Дифракции медленных электронов и проведено сопоставление основных особенностей дифракционных картин, наблюдаемых в диапазонах низких (до ~300 эВ) и средних (~1 юВ) энергий электронов. Отмечается, что в картинах дифракции электронов средних энергий обнаруживаются кикучи-полосы и некоторые другие особенности, сходные с наблюдаемыми в электронной микроскопии. Исследование вклада в эти картины электронов, отраженных от кристалла с различными потерями энергии, показало, что ключевую роль в их формировании играют процессы квазиупругого рассеяния электронов с участием фононов.

Во втором параграфе главы проанализированы работы, в которых изучались ориенгтационные зависимости эмиссии вторичных электронов от угла падения первичного пучка на кристалл. В диапазоне средних энергий эти зависимости также демонстрируют отчетливую дифракционную структуру, имеющую много общего с наблюдаемой в рассмотренных выше дифракционных картинах.. Общность природы отмеченных эффектов вытекает из принципа взаимности (теоремы обратимости), который справедлив не только для упругого и квазиупругого рассеяния, но и для процессов отражения, связанных со значительными (до ~10%) потерями энергии первичных электронов. Еще одной группой вторичных электронов, демонстрирующих сильный ориентационный эффект, являются оже-электроны. В работах последних лет этот эффект стал активно использоваться в качестве [гового метода структурного анализа поверхности кристаллов.

В третьем разделе главы кратко описаны теоретические представления, привлекавшиеся к проблеме формирования дифракционных картин электронов средних энергий. Рассмотрена трехступенчатая феноменологическая модель явления, предложенная для объяснения кикучи-полос. В соответствии с ней на первом этапе процесса происходит проникновеште первичных электронов в кристалл, далее следует их неупругое рассеяние в обратную полусферу и, наконец, дифракция электронов при выходе из кристалла. Именно последняя стадия ответственна за формирование кикучи-палос, которые на качественном уровне описываются двухволновым приближением динамической теории дифракции. В дальнейшем были развиты и более сложные теории, среди которых следует выделить метод квантового кинетического уравнения, позволяющего рассматривать диссипативные дифракционные процессы в многоволновом приближении. Однако широкое использование данного метода затруднено сложностью его математического аппарата. В заключение отмечается, что основным недостатком имеющихся теоретических работ является моделирование кристалла системами

однородных бесструктурных плоскостей, что не оправдано для процессов, протекающих в непосредственной близости от поверхности. Поэтому более перспективным представляется подход, исходящий из рассмотрения взаимодействия электронов с отдельными атомами приповерхностной области твердого тела.

В четвертом разделе главы проанализированы экспериментальные и теоретические работы, посвященные дифракции рентгеновских фото- и оже-электронов. Рассмотрены физические основы метода, а также примеры его приложений. Особое внимание уделено эффекту фокусировки фотоэлектронов, приводящему к их концентрированию вдоль плотноупакованных атомных рядов в процессе вылета го кристалла. Отмечено сходство дифракционной структуры угловых распределений рентгеновских фото- и оже-элекгронов с картинами дифракции квазиупруга рассеянных электронов средней энергии. Исходя из этого сопоставления, предложено использовать дифракцию квазиупруго рассеянных электронов в качестве нового метода структурного анализа поверхности. В конце главы сформулированы выводы из обзора и поставлены основные задачи настоящей работы.

Во второй главе диссертации описаны разработанные автором методы регистрации дифракционных картин и обработки изображений. В первой части главы рассмотрена экспериментальная установка для прецизионного измерения дифракционных картин квазиупруго рассеянных электронов. Она создана на базе оригинального вторично-электронного спектрометра, оснащенного подвижным электростатическим энергоанализатором с узкой входной апертурой (1°). Разрешение прибора по энершям ДЕ/Е составляет 0,4%. В процессе измерений пучок

Электронная пушка

В

Энергоанализатор

Рис.1. Схема, иллюстрирующая методику измерения картин дифракции квазиупруго рассеянных электронов.

первичных электронов падает по нормали к поверхности образца (рис. 1), и регистрируется интенсивность пика квазиупрутого отражения электронов в зависимости от угла их вылета. При этом изменение азимутального угла © осуществляется с помощью синхронного двигателя, поворачивающего кристалл вокруг оси, перпендикулярной к его поверхности. Полярный угол О меняется вращением анализатора вокруг образца. Система управляется с помощью персонального компьютера, который обеспечивает сбор, хранение и обработку данных в цифровом формате, а также их графическое представление на экране монитора. Для этого используется оригинальная программа (рис. 2), адаптированная к среде "ОДпсЬуге^З, которая позволяет выводить распределения 1(0,ф) на дисплей компьютера с использованием различных кристаллографических проекций. Программа обладает широким

Рис.2. Рабочее окно программы, используемой для визуализации измеренных пространственных распределений электронов.

спектром сервисных возможностей, необходимых для анализа и обработки полученных данных. С ее помощью можно легко получать информацию об угловом положении и интенсивности любой точки измеренной дифракционной картины, проводить различные преобразования и обработку данных, как в цифровом, так и в графическом виде, сравнивать между собой экспериментальные данные, полученные для разных кристаллов, а также сопоставлять их с результатами модельных расчетов, используя аппарат R-факторов и другие средства.

С • помощью рассмотренной экспериментальной установки исследовались образцы с атомно-чистой поверхностью в условиях сверхвысокого вакуума (< 5-10"10 Topp). При этом совершенство поверхности кристаллов и их элементный состав контролировались методами дифракции медленных электронов и электронной оже-

спектроскопии. Эти же методы использовались и для калибровки адсорбционных покрытий, наносимых на поверхность образцов in situ.

Важным достоинством представленного метода измерений является возможность получения данных практически для всей полусферы отражения электронов. Однако сканирование полной дифракционной картины требует больших затрат времени, достигающих одного часа.

Метод, позволяющий максимально ускорить процедуру измерений, описан во второй части данной главы диссертации. Он основан на одновременной регистрации всех точек дифракционной картины, проводимой с помощью оригинального элекгронографа. Главным элементом разработанного прибора является полусферический двухсеточный энергоанализатор задерживающего поля, позволяющий наблюдать дифракционные картины в диапазоне полярных углов ±57° (рис. 3). В отличие от стандартных электронографов в этом анализаторе используется пучок первичных электронов, падающих не нормально

Рис. 3. Схема прибора для визуализации атомного строения поверхности, позволяющего регистрировать изменения структуры в режиме реального времени.

поверхности образца, а под скользящим углом (~10°) к ней. Такая конструкция прибора позволяет, с одной стороны, увеличить поверхностную чувствительность метода, а с другой - исследовать важную область полярных углов вблизи нормали к поверхности кристалла, которая обычно остается недоступной для наблюдений. Второй отличительной особенностью прибора является использование в нем микроканального усилителя яркости изображения (МКП). Применение МКП позволило проводить регистрацию дифракционных картин, высвечивающихся на

Экран

Видеокамера

люминесцентном экране, с помощью довольно простой видеосистемы. Сигнал с видеокамеры поступает на плату оцифровки изображения, где переводится в цифровой код, записывается на жесткий диск и одновременно отображается на мониторе компьютера. Скорость регистрации дифракционных картин может достигать 48 кадров в секунду, что открывает возможность исследования многих атомных процессов, протекающих на поверхности, в режиме реального времени. Важно подчеркнуть, что при этом сохраняется низкий уровень тока первичных электронов (менее 0,01мкА), что сводит к минимуму возмущающее воздействие электронного зонда на исследуемый объект.

Созданный прибор размещен в сверхвысоковакуумной камере, обеспечивающей проведение исследований при давлении остаточных газов менее 5-Ю'10Торр. ,В этой же камере установлены напылительные источники, используемые для нанесения тонкопленочных покрытий на поверхность исследуемых кристаллов, и серийный оже-спекгрометр с энергоанализатором типа "цилиндрическое зеркало". Установка снабжена также шлюзовой системой для быстрой загрузки образцов.

В заключительной части главы подробно описана оригинальная процедура, позволяющая преобразовывать видеокадры с дифракционными картинами в числовые файлы 1(6,<р) пространственных распределений отраженных электронов. Такие распределения в дальнейшем используются для количественного сопоставления эксперимента с результатами модельных расчетов.

Третья глава диссертации посвящена, механизму формирования картин дифракции квазиупруго рассеянных электронов средней энергии и физическим основам преддожешюго метода визуализации. В первом разделе главы описывается динамика изменения картин с увеличением энергии электронов. Проанализирован комплекс экспериментальных данных, полученных., для ряда кр?!стадлов с разнообразными физико-химическими свойствами, в числе которых были монокристаллы металлов (W(100), Мо(100), Мо(110)), полупроводника (Si(lll), Si(100)) и диэлектриков (NaCI(OOl), BaF2(lU), А126з(0001)). Показано, что в диапазоне энергий от сотен эВ до примерно 1 кэВ качествешю меняется характер наблюдаемых-картин. Для всех изученных материалов в этом интервале происходит переход от обычного режима дифракции медленных электронов, когда картина отображает строенйе приповерхностного слоя кристалла в обратном4 пространстве, к картинам нового типа, в которых доминируют максимумы, ориентированные вдоль плотноупакованных направлений кристаллов. Показано, что с ростом энергии угловая ширина этих пиков уменьшается, а амплитуда, наоборот, возрастает.

Во втором параграфе главы подробно рассмотрены характерные особенности картин дифракции квазиупруго рассеянных электронов, измеренных почти во всей полусфере отражения при энергии 2 кэВ. Изучено влияние на вид картин строения кристаллической решетки твердого тела, грани кристалла и его элементного состава. Типичные

Мо(ЮО)

И М о(110)

А8(111)

81(111)

Рис. 4. Картины дифракции квазиупруго рассеяшгых электронов, измеренные при энергии 2 кэВ, и проекции наиболее плотноупакова1шых плоскостей и направлений соответствующих кристаллов

примеры полученных данных представлены на рис. 4. Все приведетгые картины демонстрируют отчетливую дифракционную структуру, специфичную для каждого из кристаллов. Вместе с тем, симметрия картин полностью отражает симметрию соответствующей грани. Например, для Мо(ЮО) паблюдается зеркально-поворотная симметрия с осью вращения 4-го порядка, а для Ag(l 11) - с осью 3-го порядка. Из рисунка также видно, что наиболее сильные пшш картин (самые светлые пятна) совпадают с проекциями низкоиндексных направлений кристаллов. Кроме того, имеется и множество менее интенсивных максимумов, угловые положения которых совпадают с более "редкими" кристаллографическими направлениями. Как правило, эти особенности группируются вдоль проекций 2-3 наиболее шготноушкованных для каждого из кристаллов систем плоскостей, образуя зоны повышенной интенсивности отражения электронов, окаймленные в ряде случаев темными кикучи-линиями. Степень выраженности кикучи-лнний тем выше, чем ниже атомный номер элемента вещества.

Анализ экспериментальных данных, полученных для разных граней кристаллов, показал, что главные максимумы картин жестко связаны с осями кристалла, поворачиваясь вместе с ним при вращении образца. Для демонстрации этого эффекта дифракционные картины грани (100) монокристаллов молибдена и кремния были реконструированы из картин, измеренных для монокристаллов Мо(110) и Si(lll). Процедура состояла в пространствешюм повороте всего массива экспериментальных точек, что осуществлялось с помощью -описанной выше компьютерной программы. Оказалось, что дифракционные картины, полученные путем такой обработки, с высокой степенью точности совпадают с картинами, измеренными непосредственно для граней Мо(ЮО) и Si(100). Отсюда следует, что ориентация падающих на кристалл электронов оказывает лишь слабое влияние на вид рассматриваемых картин, и поэтому в первом приближении ее можно не учитывать при их теоретическом описании.

Механизм формирования дифракционных картин рассмотрен в третьем разделе главы. Отмечавшееся ранее сходство их с картинами дифракции рентгеновских фотоэлектронов позволило предположить, что максимумы пространственных распределений электронов, наблюдаемые вдоль направлений плотной упаковки кристаллов, могут быть обусловлены эффектом фокусировки отраженных электронов, и тогда сам процесс описывается следующей простой моделью. Проникающие в твердое тело первичные электроны в результате электрон-фононного рассеяния отражаются в обратную полусферу. Поскольку акты рассеяния протекают в непосредственной близости от узлов решетки кристалла, эти узлы являются некогерентными источниками расходящихся электронных волн. В процессе

распространения к поверхности сферические волны, исходящие из источников, испытывают упругое когерентное рассеяние на окружающих атомах.

Результат интерференции исходных и рассеянных волн можно легко понять, рассмотрев простейший случай, когда помимо эмиттера имеется лишь один рассеивающий атом (рис. 5).. Интенсивность дифракционной картины 1(8) в произвольном направлении 0 определяется интерференцией двух волн 1)/0 и у5(0), испускаемых эмиттером и рассеивателём:

КО) - к м^(0)|3

Так как в данном диапазоне энергий диаграмма электрон атомного рассеяния ДО) сильно вытянута вперед, конструктивная интерференция рассматриваемых волн приводит к образованию сильного максимума

Рис. 5. Схема, иллюстрирующая эффект фокусировки электронов.

вылете из кристалла электроны оказываются сконцентрированными именно вдоль межатомных направлений. Причем, интенсивность указанных пиков тем выше, чем меньше расстояние между рассматриваемыми атомами. Полная же дифракционная картина, являющаяся суммой картин от всех независимых источников, представляет собой центральную проекцию межатомных направлений, связывающих эмиттеры с атомами, расположенными между ними и поверхностью образца (рис.6).

Для проверки правильности выдвинутой гипотезы была разработана кластерная модель, описывающая эффект фокусировки отраженных электронов на феноменологическом уровне. В соответствии с изложенными выше представлениями дифракционная картина в этой модели рассматривается как некогерентная сумма максимумов, возникающих для всех эмиттеров вдоль направлений, связывающих источники электронов с другими атомами кластера, имитирующего приповерхностную область твердого тела. Интенсивность максимумов полагается спадающей с величиной расстояния между эмиттером и

рассеивателем, а угловой профиль пиков описывается нормальным распределением с дисперсией, соответствующей полуширине максимума зависимости ;Г(0)|2 при нулевом угле рассеяния. Принимается во внимание также поглощение как проникающих в твердое тело первичных электронов, так и выходящих из него квазиупруго рассеянных электронов, которое учитывается обычными экспоненциальными факторами типа ехр(- /Д.).

Численные расчеты, проведенные в описанном приближении дня монокристаллов \У(100), Мо(100), Мо(110), Аё(111), 8!(100) и 81(111) правильно воспроизвели основные особенности наблюдаемых картин. Достигнутое согласие теории и эксперимента является прямым доказательством того, что основную роль в формировании картин дифракции квазиупруго рассеянных электронов, действительно, играет фокусировка эмитируемых электронов, а сами картины фактически представляют собой центральные проекции межатомных направлений, содержащихся в приповерхностном слое твердого тела, толщиной порядка 1 им. Такой простой механизм формирования картин, возникающих при энергиях 1-2 кэВ, открывает широкие перспективы их использования для визуализации кристаллической структуры приповерхностной области твердого тела.

В четвертом разделе главы описываются закономерности самого эффекта фокусировки, выявленные из анализа экспериментальных данных. В частности, подробно проанализированы зависимости интенсивности максимумов фокусировки от энергии электронов, величины межатомного расстояния вдоль нгокоиндексных направлений, внутренней структуры соответствующих атомных цепочек и их ориентации относительно поверхности образца. Кроме того, в приближении, рассматривающем процесс отражения электронов от кристалла как однократный акт квазиупругого рассеяния на большой угол, проведен анализ зависимости

амплитуд этих максимумов от среднего числа атомов, встречаемых рассеянными электронами на пути к поверхности. Показано, что эффективность фокусировки электронов в кристалле возрастает с удлинением цепочек вплоть до шести атомов. В заключение рассмотрены особенности протекания процесса в случае, когда электроны при отражении от кристалла испытывают более значительные энергетические потери, связанные с возбуждением электронной подсистемы твердого тела.

Четвертая глава диссертации посвящена теоретическому описанию дифракциошшх картин. В ней приводятся результаты их компьютерного моделирования, и проводится количественное сопоставление результатов расчетов с экспериментом.

В первом разделе главы рассматривается кластерная теория однократного рассеяния, которая не только более последовательно описывает эффект фокусировки отраженных электронов, чем рассмотренная выше модель, но и учитывает максимумы 1-го и более высоких порядков, возникающие в результате интерференции прямой и рассеянных волн. В рамках этой теории, как и прежде, полагается, что в результате актов квазиупругого рассеяния электронов в приповерхностном слое кристалла генерируются источники рассеянных электронных волн, локализованные на узлах решетки. Вероятность возбуждения таких источников затухает с глубиной их залегания по экспоненциальному закону. Интерференция испускаемых сферических волн и волн, возникших при их упругом однократном рассеянии на окружающих атомах, рассматривается в приближении плоских волн с учетом фазовых сдвигов. Общая интенсивность моделируемой картины определяется некогерентным суммированием парциальных вкладов от отдельных источников. В модели учитывается также диффузное рассеяние электронов, связанное с тепловыми колебаниями узлов решетки кристалла, затухание потока электронов из-за 'неупругих процессов, а также преломление электронных волн на потенциальном барьере твердое тело -вакуум.

Во втором параграфе приводятся данные, показывающие, как влияет на результаты расчетов варьирование таких параметров модели, как размеры и форма кластера, моделирующего кристалл, длина свободного пробега электронов до неупругого рассеяния, величина потенциального барьера на границе твердого тела, амплитуды и фазовые сдвиги рассеянных волн. Рассмотрена также специфика вкладов в картины от источников, локализованных в кристалле на разной глубине. Расчеты, проведенные для монокристаллов кубической сингонии, показали, что для получения сходимости результатов необходимо использовать кластеры,

состоящие, по крайней мере, из нескольких сотен атомов. Таким образом, размеры кластера должны быть значительно больше, чем в случае моделей, обычно используемых для описания картин дифракции фото- и оже-электронов.

В третьем разделе главы подробно рассмотрены результаты численного моделирования измеренных дифракционных картин. Расчеты, проведенные в кластерной модели однократного рассеяния, обнаружили хорошее согласие с экспериментом. Для получения количественной оценки сходства картин, независимой от их визуального восприятия, разработана методика, основанная на использовании факторов надежности (II-факторов). Алгоритм нормировки и сопоставления картин реализован в оригинальной компьютерной программе. Показано, что кластерная модель однократного рассеяния адекватно описывает динамику Изменения дифракционных картин с энергией в диапазоне 0,6 - 2 кэВ. Расчетные картины отчетливо; демонстрируют отмеченное выше сужение максимумов фокусировки и усиление их интенсивности с ростом энергии электронов. Компьютерное моделирование картин воспроизводит и многие особенности их тонкой структуры, такие, например, как характерное расщепление максимума фокусировки электронов в направлении <110> кремния. Атомные цепочки, ориентированные вдоль этого направлетм, представляют собой сдвоенные ряды атомов. Расчеты, проведенные для кластеров, составлешгых из различных цепочек, показали, что причиной необычной формы максимумов является интерференция электронных волн между двойными радами атомов кремния.

В четвертом параграфе главы описанная теория применена для исследования механизма формирования кикучи-полос, отчетливо проявляющихся в дифракционных картинах кристаллов легких элементов, например, кремния. Такие полосы, в частности, видны на рис. 4 вдоль проекций плоскостей (110), наиболее плотноупакованных в кремнии. Расчеты были выполнены для кластеров разных размеров и форм, начиная с двумерного кластера, соответствующего одиночной плоскости (110), перпендикулярной грани 81(100). Показано, что кикучи-полоса возникает в результате суперпозиции максимумов фокусировки, связанных с атомными цепочками, лежащими в рассматриваемой плоскости. Причем для формирования сплошной полосы необходимо, чтобы плоскость была достаточно большой и состояла, по крайней мере, из двухсот атомов. Однако одиночной плоскости оказалось недостаточно для правильного воспроизведения поперечного профиля кикучи-полосы. Расчеты, выполненные для кластеров, имитирующих семейства трех и пяти плоскостей, Показали, что для адекватного описания кикучи-линий,

наблюдаемых на краях полос, необходимо учесть дифракционное рассеяние электронов атомами двух соседних плоскостей. Понять механизм этого межплоскостного рассеяния помогли . расчеты, проведенные для кластера, состоящего го двух плоскостей, находящихся на удвоенном межплоскостном расстоянии друг от друга, и эмитирующего атома, расположенного между ними. Оказалось, что в случае достаточно "глубоких" внутренних источников на краях кикучи-лояош вблизи углов Брэгга; появляются интенсивные узкие пики. Они обусловлены наложением целого ряда интерференционных максимумов первогопорядка, сопутствующих максимумам фокусировки вдоль- направлений, связывающих эмиттер с атомами соседних плоскостей. Необходимым условием появления этих особенностей является большая величина среднего свободного пробега электронов до неупругого рассеяния. Поэтому именно различием длин среднего пробега электронов в кристаллах легких и тяжелых элементов и объясняется отсутствие резких перепадов интенсивности на краях кикучи-полос в случае образцов, состоящих из тяжелых атомов.

Успешное описание кластерной моделью однократного рассеяния дифракционных картон ряда монокристаллов кубической сингонии позволило использовать эту теорию дяя получения структурной информации о более сложных объектах путем численного моделирования наблюдаемых картин. Результаты приложения метода к исследованию приповерхностной области высокотемпературных сверхпроводников описаны в последнем разделе данной главы. В нем, в частности, рассматриваются картины дифракции квазаупруго рассеянных электронов, измеренные при энергии 2 кэВ для монокристаллов УВа2Си3Ох(001), поверхность которых очищалась сколом при комнатной температуре. Экспериментальные данные сопоставлены с результатами модельных расчетов, выполненных для кластеров, соответствующих разным структурным моделям. Показано, что атомное строение приповерхностной области образцов соответствует объемной кристаллической структуре соединения. При этом на поверхность кристаллов выходят атомные плоскости ВаО и Си02.

Пятая глава диссертации посвящена исследованию систем с резкой межфазовой границей. Представленные здесь результаты иллюстрируют богатые возможности метода, базирующегося на анализе картин дифракции квазиупруго рассеянных электронов. В первом параграфе главы рассматривается формирование сверхтонких (до 10 монослоев) пленок серебра на поверхности Мо(110) при комнатной температуре. Для данной системы характерен послойный рост адсорбата, и поэтому она особенно

удобна для апробации разработанного метода. Как показали эксперименты, нанесение первых же монослоев серебра приводит к существешюму изменению дифракционных картин. При этом максимумы фокусировки, характерные для подложки, постепенно заменяются новыми особенностями, в 'результате чего в картинах появляются и нарастают элементы 'зеркально-поворотной симметрии 6-го порядка. Формирование новой картины нрйк'гически завершается после напыления 18 Â серебра. Этот результат наглядно показывает, что толщина приповерхностного слоя образца, анализируемого данным методом, не превышает указанной величины. -

Далее описываются результаты структурного анализа пленки толщиной ~ 8 монослоев. Как и прежде, измеренная дифракционная картина была сопоставлена с результатами численных расчетов, проведенных для различных структурных моделей анализируемого слоя. Таким способом удалось установить, что пленка состоит из доменов А- и В-тина с ГЦК-структурой, свойственной объему серебра. Указанные домены различаются лишь последовательностью упаковки слоев (ABC А... и АСВА...) и развернуты друг относительно друга по азимуту на 180°. Обнаружено также, что ориентация этих доменов относительно подложки удовлетворяет эпитаксиальному соотношешно Курдюмова-Захса, в соответствии с которым на поверхности молибдена образуются домены Ag(lll), направления <110> которых выстраиваются вдоль осей <111> поверхности подложки.

Во втором разделе главы рассмотрены результаты исследования пленок серебра, формирующихся на поверхности Si(lll)-(7x7). Эта система является модельной для изучения формирования контакта металл-полупроводник íi' подробно изучена многими методами. При нанесении серебра на подложку, находящуюся при комнатной температуре, наблюдается особый режим послойного роста пленки, характеризуемый большим числом плоских островков Ag(lll). Этот процесс : отчетливо наблюдается и в дифракционных картинах, которые претерпевают качественные изменения в диапазоне толщин до ~15 Â. Картины, отображающие строение таких пленок, демонстрируют 6-кратную симметрию (рис. 7, слева), не свойственную грани Si(lll). Моделирование полученных . данных показало, что напыленный слой серебра состоит из доменов . Ag( 111) двух типов, направления <112> которых параллельны, либо антипараллельны оси <112> поверхности кремния. Показано также, что доли поверхности подложки, занимаемые доменами разного типа, можно определить путем компьютерного моделирования результатов эксперимента, проводимого с использованием реперных картин,

измеренных для однодоменных эпитаксиальных пленок Ag(l 11). Так, например, установлено, что в слое серебра толщиной 18 Á указанные выше домены имеют примерно равную площадь поверхности, покрывая соответственно 52% и 48% площади подложки.

Не менее разительные изменения картин обнаруживаются и при отжиге напыленных пленок серебра. Структурная перестройка начинается при достижении температуры, равной примерно 650 К. Трехминутный прогрев образцов в этих условиях вновь приводит к изменению симметрии картин (рис. 7). Анализ полученных данных показал, что новые картины полностью соответствуют однодоменной эпитаксиальной пленке Ag(lll). Отсюда следует, что при указанной температуре в системе Ag/Si(lll) протекает структурный фазовый переход, в ходе которого двухдоменная пленка серебра перестраивается в однодоменную. Этот результат наглядно показывает, что развитый метод может использоваться для визуализации структурных перестроек в приповерхностных слоях твердого тела.

Рис. 7. Визуализация структурной перестройки сверхтонкой пленки серебра на кремнии, протекающей при повышенной температуре.

Последующий отжиг образцов до более высоких температур также сопровождается значительной трансформацией дифракционных картин, в которых помимо особенностей, типичных для пленки серебра, начинают проступать черты картины подложки. Анализ всей совокупности полученных изображений показал, что каждое из них является суперпозицией картин от островков серебра, имеющих фиксированную ориентацию относительно поверхности кремния, и самой подложки, покрытой двумерной фазой л'Зх^З-^. Численное моделирование экспериментальных данных, проведенное с варьированием доли поверхности, занятой островками серебра, показало, что последняя уменьшается с ростом температуры. Полученные результаты демонстрируют возможность определения количественного соотношения

различных кристаллических фаз на поверхности образца развитым методом.

В третьем разделе главы рассмотрено формирование сверхтонких слоев серебра на другой грани кремния - Si(100). Рост пленок в данной системе подчиняется механизму Странского-Крастанова, а их кристаллическое строение очень сильно зависит от температуры подложки. Так, например, нанесение нескольких монослоев серебра на поверхность Si(100)-(2xl), находящуюся при комнатной температуре, приводит к росту неупорядочешгой островковой пленки, для которой характерна диффузная картина, обладающая крайне слабой дифракциошюй структурой. В то же время повышение температуры подложки лишь на 50° позволяет вырастить на поверхности кремния эиитаксиальную пленку Ag(100), для которой наблюдается четкая картина с зеркально-поворотной осью симметрии 4-го порядка. Отжиг таких пленок до более высоких температур приводит к формированию на поверхности кремния ансамбля островков Ag с единообразной ориентацией относительно подложки. Однако огранка кристаллитов оказывается иной, чем в случае Si(lll). На их поверхность выходит плоскость Ag(l 00).

В четвертом параграфе главы описаны результаты, полученные для сверхтонких пленок фуллеренов, сформированных на поверхности Мо(110). Исследование взаимодействия фуллеренов с поверхностью кристаллов имеет важное значение для разработки методов роста фуллерштшх пленок и создания на их основе новых твердотельных структур. Результаты, полученные методом фотоэмиссии для систем C6o/\V(100) и С60/Та(110), показали, что между фуллеренами и поверхностью переходных металлов возникает хемосорбционное взаимодействие, которое, как следует ожидать, может придать адсорбированным молекулам преимущественные ориентации относительно подложки. Целью настоящей работы было визуализовать структуру пленки адсорбированных фуллеренов, и определить эти ориентации. Для получения искомой информации были сопоставлены картины дифракции квазиупруго рассеягшых электронов, измеренные как для кристалла с чистой поверхностью, так и покрытого пленкой молекул С60 толщиной 0,6 монослоя. Поскольку различия полученных данных оказались не слишком значительными, была проанализирована разностная дифракционная картина, построенная для всей совокупности экспериментальных точек. Она уже явственно обнаружила максимумы фокусировки, обусловленные рассеянием электронов на атомах углерода. Это свидетельствует о том, что между молекулами С«) и поверхностью Мо(110), действительно, возникают сильные хемосорбционные связи,

которые замораживают вращение молекул и придают им фиксированную пространственную ориентацию. Сравнение разностной картины с результатами модельных расчетов позволило установить, что адсорбированные фуллерены обращены к поверхности молибдена гексагонами, стороны которых параллельны оси <100> подложки.

Последний раздел главы посвящен взаимодействию фуллеренов с поверхностью монокристаллического кремния, представляющему не только научный, но и практический интерес. Недавно было обнаружено, что термическая реакция молекул С^ с кремнием может быть использована для формирования на нем карбид-кремниевых структур. Однако начальные стадии процесса, определяющие качество растущих пленок, почти не изучены. В настоящей работе исследована термическая эволюция сверхтонких пленок фуллеренов, нанесенных на поверхность 51(111)-(7х7) при комнатной температуре. Такие пленки имеют неупорядоченную структуру и характеризуются низкой термической стабильностью. Отжиг образцов приводит к десорбции молекул С«) и образованию монослойной пленки фуллеренов, сохраняющейся на поверхности образцов вплоть до температур ~900°С. При дальнейшем повышении температуры происходит распад адсорбированных молекул С да, сопровождающийся карбидизацией поверхности кремния, что проявляется как в изменении формы линии оже-спектра углерода, так и в картинах дифракции квазиупруго рассеянных электронов. Показано, что ' повторением процедуры напыления и отжига фуллеритной пленки можно сформировать более толстый слой карбида кремния. Он имеет упорядоченное строение, и, как показали результаты структурного анализа, состоит го кристаллитов 51С(111) ЗС-политипа, имеющих фиксированную ориентацию относительно подложки.

■ ■В шестой главе диссертации рассматриваются процессы формирования реакционно-способных межфазовых границ. Визуализация их кристаллического строения проводилась с помощью прибора, позволяющего проводить исследования; в режиме реального времени (рис. 3). Первый раздел главы посвящен начальным стадиям реактивной эпитаксии дисшшцида кобальта на поверхности 81(111)-(7х7). Нанесение уже первого монослоя кобальта на кристалл кремния, находящийся при температуре 400°С, привело к заметному изменению дифракционной картины. Дальнейшее напыление кобальта усилило эти изменения, и при покрытиях, равных 5-6 монослоям, наблюдалась новая картина, которая в дальнейшем уже не менялась. Примерно в этом же диапазоне покрытий стабилизируется и отношение оже-ников Со(МУУ) и Б^ЬУУ), достигая значения, характерного для соединения Со812- Моделирование полученной

24

дифракционной картины, проведенное в рамках кластерной теории однократного рассеяния, показало, что в соответствии с литературными данными на поверхности кремния в указанных условиях образуется эпитаксиальиая гшенка Со8ь(111) с ориентацией В-типа.

Анализ промежуточных картин, наблюдавшихся на ранних стадиях формирования эпятаксиального слоя Со812, позволил установить механизм роста пленки. Выяснилось, что вся последовательность полученных данных очень хорошо воспроизводится результатами компьютерного моделирования, описывающего картины как суперпозицию экспериментальных данных для чистого кремния и полностью сформированного слоя Со512. Во всех случаях зависимости Я-факторов от статистического веса реперных картин обнаружили четкие минимумы, свидетельствующие о том, что в диапазоне покрытий 1-3 монослоя площадь поверхности, занимаемая кристаллитами дисилицида кобальта, возрастает от -40 до 80%. Оценка средней толщины островков Со8ь(111) показала, что па самых ранних стадиях силицвдообразования превалирует латеральный их рост. Процесс коалесценции островков начинается при покрытиях, равных примерно трем монослоям.

В следующем параграфе описаны результаты исследования твердофазной эпитаксии дисилицида кобальта на кремнии. Хотя изучению начальных стадий этого процесса посвящены десятки работ, природа кристаллической фазы, образующейся на поверхности 11)-(7х7) при комнатной температуре до сих пор обсуждается в литературе. Целью настоящего исследования было получить информацию о строении силицидного слоя, образующегося в диапазоне покрытий до нескольких монослоев, данные о котором наиболее противоречивы.

При напылении кобальта на кристалл, находящийся при комнатной температуре, также наблюдалась значительная трансформация дифракционных картин, однако динамика изменений оказалась существенно иной, чем в рассмотренном выше случае. В данных условиях, во-первых, не происходит характерного поворота картин, связанного с ростом эпитаксиальной пленки В-типа, а во-вторых, резко падает их контрастность, и после нанесения 6 мопослоев изображения становятся почти диффузными. Поэтому численное моделирование полученных картин проводилось лишь для покрытий, не превышавших четырех мопослоев кобальта, а процедура расчетов учитывала возможность сосуществования на поверхности кремния кристаллитов силицида кобальта как А-, так и В-типа. Результаты расчетов показали, что и при комнатной температуре наблюдается островковая мода роста пленки, однако островки силицида кобальта имеют обе указанные выше

ориентации. Были проанализированы также данные, полученные на разных стадиях термической обработки образцов, покрытых слоем не прореагировавшего с кремнием кобальта толщиной до 10 монослоев. Показано, что реакция твердофазной эпитаксии CoSi2 начинается при температуре ~250°С. Ее результатом является образование на поверхности кремния сплошной, но не гомогенный пленки дисилицида кобальта, состоящей из доменов CoSi2(lll) А- и В-типа. Обнаружено, что при увеличении температуры отжига происходит рекристаллизация пленки, приводящая к исчезновению А-доменов.

Третий раздел главы посвящен исследованию взаимодействия калия с поверхностью слоистого кристалла VSe2(0001). Данное соединение, как и другие дихалькогениды переходных металлов, обладает рядом интересных свойств, среди которых следует выделить способность материала пропускать в межслоевые зазоры чужеродные атомы и молекулы. Это явление получило название интеркаляции. Вплоть до недавнего времени проблемы интеркаляции рассматривалась лишь под углом зрения модификации объемных свойств материалов. Однако в последние годы была открыта возможность контролируемого изменения свойств поверхности монокристаллов этих соединений путем спонтанной интеркаляции, протекающей при нанесении на них щелочных металлов в условиях сверхвысокого вакуума. Вывод о протекании такого процесса был сделан на основе анализа изменений электронной строения соединений, происходящих в ходе напыления металлов. Прямых же экспериментов по обнаружению интеркаляции in situ фактически не было до начала настоящей работы. Поэтому целью описываемого исследования было визуализовать процесс интсркалящш посредством наблюдения связанной с ним структурной перестройки1 приповерхностной области кристалла.

На первом этапе работы было изучено атомное строение поверхности образцов, очищенных методом скола в вакууме. Выяснилось, что оно близко к объемной кристаллической структуре соединения, поскольку обрыв Ван дер Ваальсовских связей между плоскостями селена на границе твердого тела с вакуумом не оказывает заметного влияния на величины межплоскостных расстояний в триадах слоев Se-V-Se, из которых состоит кристалл. Далее были подробно проанализированы дифракционные картины, измеренные на разных этапах нанесения калия, проводившегося при комнатной температуре в диапазоне покрытий до 10 монослоев. Сначала наблюдалось лишь некоторое увеличение диффузного фона. Затем при достижении степени покрытия 1-2 монослоя происходило качественное изменение картин, а в дальнейшем менялся лишь их

контраст. Наиболее четкая картина, наблюдавшаяся при покрытиях, близких к 4 монослоям, приведена на рис. 8 вместе с картиной от кристалла УБе2 с чистой поверхностью. Следует подчеркнуть, что согласно данным оже-спектроскопии обнаруженная трансформация картин вызвана именно проникновением калия в глубь кристалла, а не конденсацией его на поверхности образца. Таким образом, полученные результаты являются прямым доказательством интеркаляционно-стимулированной структурной перестройки приповерхностной области монокристалла У8е2(0001).

* ш

ЩМ'

К/\Я5е 2

Рис. 8. Визуализация процесса иптеркаляционно-стимулированной перестройки приповерхностной области слоистого кристалла У8е2(0001).

Для определения атомного строения модифицированного приповерхностного слоя была проведена серия модельных расчетов, выполненных в рамках кластерной теории однократного рассеяния. При этом были рассмотрены возможности увеличения зазоров Ван дер Ваальса при проникновении в них атомов интеркалянта, изменения расстояний между атомами в плоскостях селена и ванадия, а также различные варианты упаковки триад плоскостей Зе-У-Бе, соответствующие разным политипам соединения. Сравнение всего комплекса полученных результатов с экспериментом убедительно продемонстрировало, что интеркаляция У8е2(0001) калием сопровождается структурным фазовым переходом 1Т -> ЗК(1). Обнаружено также, что при этом значительно

увеличивается и зазор Ван дёр Ваальса между плоскостями селена (рис. 8).

В четвертом параграфе приведены результаты исследования интеркаляции калием другчэго типичного представителя семейства дихалькогенидов переходный' металлов - TiS2(0001). Они показали, что эффект, обнаруженный для системы K/VSe2, носит достаточно общий характер, поскольку проникновение атомов калия в кристалл TiS2 также приводит как к резкому увеличению зазоров между плоскостями серы, так и структурному фазовому переходу IT 3R(I). Однако данная система обнаружила и определенную специфику. В частности, для нее удалось выявилась самые ранние стадии процесса интеркаляции, соответствующие заполнению калием лишь одного, двух, и т. д. ближайших к поверхности зазоров Ван дер Ваальса. Еще одним важным результатом явилось обнаружение обратного процесса - деинтеркаляции, протекающего в ходе непродолжительной выдержки интеркалированных образцов в кислороде при давлении ~Ш 2 Topp. Этот эффект проявляется в почти полном восстановлении картины, типичной для исходного кристалла TiS2(0001). Причиной обратных изменений является релаксация решетки кристалла в исходную 1Т структуру после ухода атомов калия из межслоевых зазоров в результате взаимодействия с адсорбированным кислородом.

Основные результаты работы:

1. Разработана методика автоматической регистрации картин дифракции электронов путем прецизионного сканирования всей полусферы их отражения узкоапертурным энергоанализатором. Система управляется персональным компьютером и обеспечивает сбор, хранение и обработку данных в цифровом формате, а также их вывод на дисплей и печать в графическом виде.

2. Для ряда монокристаллов с атомно-чистой поверхностью (W(100), Мо(100), Мо(110), Si(100), Si(lll) и др.) систематически изучены картины дифракций электронов средней энергии. Показано, что в интервале энергий до ~1 кэВ на смену обычным дифракционным картинам, рефлексы которых отображают строение приповерхностной области кристаллов в обратном пространстве, приходят картины дифракции квазиупруго рассеянных электронов, основными особенностями которых являются максимумы, ориентированные вдоль направлений плотной упаковки кристаллов.

3..Установлено, что основным механизмом формирования картин дифракции квазиупруго рассеянных электронов в области энергий 1-2 кэВ,

является эффект фокусировки электронов, приводящий к тому, что при вылете из кристалла ош концентрируются вдоль межатомных направлений. Показано, что эти картины фактически представляют собой центральные проекции таких направлений и могут быть использованы для визуализации кристаллического строения тонкой приповерхностной области твердого тела.

4. Изучены закономерности фокусировки электронов средней энергии в кристаллах. Выявлены зависимости ее эффективности от энергии частиц, плотности упаковки атомных цепочек, их внутренней структуры и прострапствешюй ориентации. Для наиболее шютноупакованных направлений эффект усиливается с возрастанием средней длины пути электронов до примерно пяти межатомных расстояний.

5. Для описания наблюдаемых дифракционных картин разработаны оригинальные кластерные модели. Первая из них - кластерная модель однократного рассеяния - позволяет получать количественную структурную информацию путем сопоставления (с помощью R-факторов) эксперимента и результатов численных расчетов, проводимых с варьированием искомых структурных параметров. Вторая, более простая модель учитывает эффект фокусировки феноменологически, что позволяет существенно ускорить расчеты.

6. 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, межплоскостное рассеяние электронов, приводящие к когерентному наложению интерференционных максимумов первого порядка в случае, когда источники электронов локализованы на достаточно большой глубине.

7. Создан прибор для визуализации атомной структуры поверхности, позволяющий регистрировать ее изменения в режиме реального времени. Основу прибора составляет низковольтный электронограф с микроканальным усилителем яркости изображений, получаемых при скользящем падении электронного пучка на исследуемый объект. Для обработки результатов эксперимента разработан оригинальный пакет прикладных программ с широкими сервисными возможностями.

8. Изучены начальные ста/щи роста пленок серебра на поверхности монокристалла Мо(110). Обнаружено, что нанесение лишь нескольких

монослоев Ag на поверхность образцов, находящихся при комнатной температуре, качественно меняет вид наблюдаемых картин. Показано, что растущая пленка состоит из доменов Ag(lll) А- и В-типов, ориентация которых относительно подложки соответствует эпитаксиальному соотношению Курдюмова-Захса.

9. Исследовано атомное строение ультратонких пленок серебра, формирующихся на поверхности Si(l 11)-(7х7) при комнатной температуре. Показано, что образующаяся пленка, состоит из доменов Ag(lll) А- и В-типов, доли которых примерно одинаковы. Изучена трансформация пленок в процессе отжига. Обнаружено, что при температуре ~ 650 К происходит их рекристаллизация, в результате которой домены A-типа исчезают. При дальнейшем повышении температуры на поверхности кремния образуются островки серебра, выстраивающиеся определенным образом относительно подложки.

10. Исследован процесс формирования эпитаксиальных пленок серебра на поверхности Si(100)-(2xl). Показано, что рост пленок подчиняется механизму Странского-Крастанова, и что они имеют разное кристаллическое строение в зависимости от температуры подложки. Отжиг пленок до температур Т > 500°С приводит к формированию островков Ag(100) с определенной азимутальной ориентацией относительно подложки. Компьютерное моделирование наблюдаемых картин позволяет определять фазовый состав образующихся пленок.

11. Обнаружена островковая мода роста дисилицида кобальта на поверхности монокристалла Si(l 11)-(7х7) на самых ранних стадиях реактивной эпитаксии. При этом на поверхности, кремния формируются островки CoSi2(lll) В-типа, ориентированные антипараллельно подложке. С увеличением степени покрытия происходит их латеральный рост и последующая коалесценция при покрытиях, превышающих ~3 монослоя.

12. Изучен процесс твердофазной эпитаксии дисилицида кобальта на кремнии. Показано, что и при комнатной температуре сначала образуется островковая пленка силицида, состоящая из кристаллитов А- и В-типа, а в дальнейшем на ней растет слой неупорядоченного кобальта. Твердофазная эпитаксия CoSi2, наблюдаемая в ходе отжига таких пленок, начинается при температуре ~250°С и приводит к формированию силицидного слоя, состоящего из А- и В- доменов. При дальнейшем повышении температуры (до ~500°С) наблюдается постепенная рекристаллизация А-доменов CoSi2( 111) в домены В-типа.

13. Исследована адсорбционная система Qo/MoOlO). Получены экспериментальные данные, непосредственно свидетельствующие о замораживании вращения фуллеренов в адсорбированном состоянии, и, следовательно, о формировании сильной связи между молекулами С^о и Мо(110). Обнаружено, что адсорбированные фуллерены обращены к поверхности молибдена гексагонами.

14. Исследована термическая эволюция сверхтонких пленок фуллеренов, нанесенных на поверхность Si(l 11)-(7х7). Показано, что при температуре Т > 900°С происходит распад адсорбированных молекул С(>0, сопровождающийся карбидизацией поверхности образца. Образующийся при этом карбид кремния состоит из кристаллитов SiC(l 11) ЗС-политина.

15. Проведен структурный анализ поверхности высокотемпературных сверхпроводников. Показано, что атомное строение приповерхностной области монокристаллов YBa2Cu3Ox(001), сколотых при комнатной температуре, соответствует объемной кристаллической структуре соединения. При этом на поверхность кристаллов выходят атомные плоскости ВаО и Си02.

16. Прямым методом показано, что при нанесении атомов калия на поверхность монокристаллов VSe2(0001) и TiS2(0001) происходит спонтанная интеркаляция приповерхностной области этих соединений, приводящая к их радикальной структурной перестройке. Она проявляется как в значительном увеличении межслоевых зазоров (на 2,2 А), так и в структурном фазовом переходе IT -> 3R(I).

17. Обнаружено, что взаимодействие кислорода с поверхностью интеркалированных кристаллов KxTiS2(0001) стимулирует обратный процесс деинтеркаляции, в ходе которого происходит диффузия атомов калия го межслоевых зазоров к поверхности образца и последующее связывание их адсорбированным кислородом. Индикатором процесса является релаксация кристаллической решетки деинтеркалированной приповерхностной области TiS2 в исходное состояние.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Гомоюнова М.В., Пронин И.И. Вклад атомного фактора в анизотропию выхода упруго отраженных электронов из мококристаллического вольфрама // Письма в ЖТФ. - 1988. - Т. 14. - № 10. -С. 896-899.

2. Гомоюнова М.В., Григорьев А.К., Пронин И.И., Роднянский А.Е. Упругое отражение электронов средней энергии от поверхности ВТСП-керамики// Письма вЖТФ. - 1989.-Т. 15-№23-С. 65-69.

3. Gomoyunova M.V., Dudarev S.L., Pronin I.I. Incident Beam Diffraction Effects in Auger Electron Emission from Crystal Surfaces // Surf. Sci. - 1990. - V. 235 - P. 156-168.

4. Гомоюнова M.B., Григорьев A.K., Пронин И.И., Роднянский А.Е. Рассеяние электронов монокристаллом Bi2Sr2CaCu20x // ФТТ. - 1992. -Т. 34.-Jfe 3-С. 213-217.

5. Гомоюнова М.В., Пронин И.И., Фараджев Н.С., Вольф Т. Исследование кристаллической структуры приповерхностных слоев монокристалла YBa2Cu3Ox // ФТТ. - 1994 - Т. 36. - № 8 - С. 2295-2301.

6. 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.

7. Farajev N.S., Gomoyunova M.V., Osterwalder J., Pronin 1.1., Wolf Th. Medium-Energy Kikuchi Patterns from YBa2Cu3Ox(001) // Surf. Sci. - 1995 -V. 331-3, P. 1446-1453.

8. Гомоюнова M.B., Пронин И.И. Фокусировка электронов низкой энергии в кристалле // Поверхность. Физика, химия, механика. - 1995, -№12.-С. 92-96.

* 9. Гомоюнова М.В., 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.

10. Гомоюнова М.В., Пронин И.И., Фараджев Н.С. Исследование ориентации адсорбированных молекул С6П с помощью эффекта фокусировки отраженных электронов // ФТТ. - 1996, - Т. 38. - Ns 8. -

• С. 2549-2557.

11. 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.

12. Гомоюнова M.B., Пронин И.И. Влияние фокусировки первичных электронов на их отражение и оже- эмиссию // ЖТФ. - 1997, - Т.67 - № 3. -С. 117-123.

13. Гомоюнова М.В., Пронин И.И., Фараджев Н.С. Визуализация строения поверхностных слоев на основе фокусировки отраженных электронов //Поверхность.- 1997.- №6,- с. 117-121.

14. Пронин И.И., Фараджев Н.С., Гомоюнова М.В. Роль фокусировки электронов в формировании кикучи-картин монокристалла кремния // ФТТ. - 1997. - Т. 39. - № 4. - С. 752-757.

15. Гомоюнова М.В., Пронин й.^., Фараджев Н.С. Атомное строение кластеров серебра на кремнии // ЖТФ. - 1997. - Т. 67. - № 12.-С. 62-66. ^

,16. Пронин И.И., Фараджев Н.С., Гомоюнова MB. Визуализация структурной перестройки пленки серебра на кремнии // Письма в ЖТФ. -

1997.-Т. 23.-С. 35-39.

17. Гомоюнова М.В., Пронин И.И., Фараджев Н.С. Дифракционные картины электронов, квазиупруго рассеятшх на адсорбированных фуллеренах Н Письма в ЖТФ. - 1997 - Т. 23 - № 4 - С. 17-22.

18. Farajev N.S., Gomoyunova M.V., Pronin I.I. Surface Crystallography by Forward-Focusing of Quasi-Elastically Reflected Electrons: Physical Bases and Applications // Phvs. Low-Dim. Struct. - 1997. - V. 3/4. - P. 93-112.

19. Фараджев H.C., Гомоюнова M.B., Пронин И.И. Дифракция некогерентно рассеянных электронов с энергией 1-2 кэВ // Поверхность. -

1998. -№8. -С. 56-59.

20. Пронин И.И., Ваддайцев Д.А., Гомоюнова М.В., Фараджев Н.С., Банщиков А. Г. Прибор для визуализации атомной структуры «оверхностных слоев на основе эффекта фокусировки электронов // ЖТФ.

- 1998 - Т. 68. -№ 12 - С. 80-84.

21. 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.

22. Гомоюнова М.В., Пронин И.И, Фараджев U.C. Кристаллическое строение кластеров серебра, сформированных на поверхности Si(100) 2x1 // Письма в ЖТФ. - 1998. - Т. 24. - № 7. - С. 51-56.

23. Пронин И.И., Фараджев Н.С., Гомоюнова М.В. Фокусировка электронов при отражении от монокристалла Si(100) // ФТТ. - 1998. - Т. 40.

- - Л? 7. - С. 1364-1369.

24. Gomoyunova M.V., Pronin LI., Faradzhev N.S. imaging of the atomic structure of near-surface layers by electron focusing // loffe Institute Prize Winners' 97, StPetersburg, -1998, - P. 1-6

25. Гомоюнова M.B., Пронин И.И., Фараджев H.C., Ваддайцев Д.А. Кикучи-картшш как средство отображения атомной структуры кластеров.

сформированных на поверхности твердого тела II Изв. АН, сер. физ. - 1998 -Т. 62 -№10-С. 1996-2001.

26. 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.

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

28. 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.

29. 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.

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

31. 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.

32. Pronin I.I., Gomoyunova M.V.,.Faradzhev N.S, Valdaitsev D.A., Starnberg H.I. In situ intercalation of VSe^OOOl) 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 ДИФРАКЦИЯ ЭЛЕКТРОНОВ И СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ

ПОВЕРХНОСТИ КРИСТАЛЛОВ (ОБЗОР)

§ 1Л Особенности картин дифракции электронов в диапазоне низких и средних энергий

§1.2 Принцип взаимности и ориентационная зависимость эмиссии электронов из монокристаллов

§1.3 Теоретическое описание дифракционных эффектов

§1.4 Дифракция рентгеновских фото- и оже-электронов

§1.5 Выводы и постановка задачи исследования

Глава II МЕТОДЫ РЕГИСТРАЦИИ ДИФРАКЦИОННЫХ КАРТИН

И ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ

§2.1 Экспериментальная установка для прецизионного измерения полных дифракционных картин

2.1.1 Система автоматической регистрации и визуализации пространственных распределений электронов

2.1.2 Методика проведения исследований

§2.2 Прибор для регистрации дифракционных картин в режиме реального времени

2.2.1 Электронограф с микроканальным усилителем яркости изображения

2.2.2 Компьютерная обработка изображений

Глава III МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ ДИФРАКЦИОННЫХ КАРТИН И ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТОДА ВИЗУАЛИЗАЦИИ

§3.1 Динамика изменения картин с энергией электронов

§3.2 Особенности картин дифракции квазиупруго рассеянных электронов при энергии 2 кэВ

§3.3 Фокусировка отраженных электронов вдоль межатомных направлений и визуализация кристаллического строения поверхности

§3.4 Закономерности фокусировки электронов средней энергии в кристаллах

§3.5 Выводы

Глава IV КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

ДИФРАКЦИОННЫХ КАРТИН

§4.1 Кластерная модель однократного рассеяния

§4.2 Внутренние параметры модели и оптимизация размеров кластера

§4.3 Сопоставление результатов модельных расчетов с экспериментом

§4.4 Механизм формирования Кикучи-полос

§4.5 Структурный анализ поверхности высокотемпературных сверхпроводников

§4.6 Выводы

Глава V ВИЗУАЛИЗАЦИЯ СТРОЕНИЯ УЛЬТРАТОНКИХ

ПЛЕНОК В СИСТЕМАХ С РЕЗКОЙ МЕЖФАЗОВОЙ

ГРАНИЦЕЙ

§5.1 Рост пленок серебра на поверхности Мо(110)

§5.2 Пленки серебра ла поверхности Si( 111 )-(7х7)

§5.3 Система Ag/Si(100)-(2xl)

§5.4 Адсорбция фуллеренов ш. поверхности Мо( 110)

§5.5 Система C60/Si(l 11)-(7х7)

§5.6 Выводы

Глава VI ВИЗУАЛИЗАЦИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ

РЕАКЦИОННО-СПОСОБНЫХ МЕЖФАЗОВЫХ ГРАНИЦ

§6.1 Реактивная эпитаксия дисилицида кобальта на поверхности

Si(lll)-(7x7)

§6.2 Твердофазная эпитаксия дисилицида кобальта на кремнии

§6.3 Интеркаляционно-стимулированная перестройка поверхности VSe2(0001)

§6.4 Интеркаляция и деинтеркаляция TiS2 калием.

Актуальность темы исследования. Изучение поверхности твердого тела является одним из тех направлений современной фундаментальной науки, развитие которых влияет на весь ход технического прогресса. Решающую роль в этих исследованиях играют методы структурного анализа поверхности. К настоящему времени создан целый арсенал таких средств. Например, уже на протяжении многих лет успешно используются методы дифракции медленных и быстрых электронов. Они позволили, в частности, обнаружить явление реконструкции поверхности кристаллов и автоматизировать процесс молекулярно-лучевой эпитаксии. В последние десять-пятнадцать лет появились и стали повсеместно использоваться сканирующая туннельная и атомно-силовая микроскопии, которые визуализируют поверхность образца с атомным разрешением. Широкое применение в научных и прикладных исследованиях находят также дифракция оже- и фотоэлектронов, дифракция рентгеновских лучей при скользящем падении, полевая ионная микроскопия, электронная микроскопия высокого разрешения, анализ протяженной тонкой структуры поглощения рентгеновского и синхротронного излучений, спектроскопия потерь энергии электронов высокого разрешения и другие методы.

Однако, несмотря на все богатство и разнообразие существующих средств, структурный анализ поверхности ряда важных объектов остается непростой задачей. Как правило, используемые методы сложны в реализации, либо в интерпретации эксперимента. Принципиальным ограничением в ряде случаев является и большая длительность измерений, что затрудняет проведение экспресс-анализа и не позволяет изучать атомные процессы на поверхности в их динамике. Поэтому создание методов, позволяющих отображать кристаллическое строение поверхности твердого тела в реальном пространстве (а не в обратном, как в большинстве дифракционных методов) и проводить исследования в режиме реального времени, является актуальной проблемой физической электроники.

Цель настоящей работы состояла в разработке нового метода визуализации кристаллического строения поверхности, достаточно простого в реализации и пригодного для изучения в реальном времени атомных процессов, протекающих в тонком приповерхностном слое твердого тела. Результаты наших предшествующих исследований позволяли полагать, что такой метод может быть создан на основе анализа пространственных распределений квазиупруго рассеянных электронов средней энергии. Основная идея предложенного метода состоит в использовании эффекта фокусировки отраженных электронов для визуализации всей совокупности основных межатомных направлений исследуемого образца.

Для достижения поставленной цели было необходимо решить три основных задачи:

1. Разработать физические основы метода, детально исследовав механизм формирования дифракционной структуры пространственных распределений отраженных электронов.

2. Реализовать предложенную идею в конкретном приборе и разработать методику проведения структурного количественного анализа.

3. Всесторонне апробировать метод на разнообразных системах с пассивными и реакционно-способными межфазовыми границами, получить с его помощью новую информацию об атомном строении ряда объектов, важных как для физико-химии поверхности, так и для практических приложений.

Научная новизна работы определяется тем, что в ней впервые:

• Детально исследована дифракционная структура пространственных распределений электронов средней энергии, квазиупруго рассеянных в тонком приповерхностном слое твердого тела. Получен большой комплекс новых данных для монокристаллов металлов, полупроводников и диэлектриков в диапазоне энергий от сотен эВ до 2 кэВ. Установлено, что в интервале до ~1 кэВ происходит переход от обычного режима дифракции электронов к картинам нового типа, в которых доминируют максимумы, наблюдаемые вдоль направлений плотной упаковки кристаллов.

• Установлен механизм формирования дифракционных картин в диапазоне энергий 1-2 кэВ. Показано, что их специфика обусловлена эффектом фокусировки отраженных электронов, приводящим к их концентрированию вдоль цепочек атомов кристалла. Сами же картины фактически представляют собой центральные проекции межатомных направлений, содержащихся в приповерхностном слое твердого тела, толщиной порядка 1 нм. Эту закономерность картин предложено использовать для визуализации кристаллического строения поверхности твердого тела.

• Выявлены причины возникновения кикучи-полос в дифракционных картинах кристаллов легких элементов. Показано, что основной вклад в усиление интенсивности отражения электронов вдоль этих полос вызван фокусировкой электронов атомными цепочками, лежащими в плотноупакованных плоскостях кристаллов. Резкий же поперечный профиль кикучи-полос обусловлен дифракционным рассеянием электронов атомами ближайших соседних плоскостей.

• Изучены закономерности эффекта фокусировки электронов средних энергий в приповерхностном слое кристалла. Выявлены зависимости его эффективности от энергии частиц, плотности упаковки атомных цепочек, их внутренней структуры и пространственной ориентации.

• Развиты оригинальные кластерные модели, основанные на эффекте фокусировки электронов, которые позволили адекватно описать наблюдаемые дифракционные картины. Разработана методика структурного количественного анализа приповерхностного слоя исследуемых объектов путем сопоставления эксперимента с результатами численного моделирования картин, проводимого с использованием факторов надежности (R-факторов) и варьированием искомых параметров.

• Изучена трансформация дифракционных картин в процессе нанесения ультратонких пленок чужеродных атомов на поверхность кристаллов. Получен большой комплекс новых данных для систем с резкой (Ag/Mo(l 10), Ag/Si(lll), Ag/Si(100), C60/Si(lll)) и реакционно-способной межфазовой границей (Co/Si(ll 1)), наглядно демонстрирующих эффективность предложенного метода визуализации кристаллического строения поверхности твердого тела.

• Обнаружен термоактивированный структурный фазовый переход в системе Ag/Si(lll), протекающий при температуре Т ~ 650 К. Сходный эффект обнаружен и в системе Co/Si(lll), в которой сверхтонкая двухдоменная пленка дисилицида кобальта трансформируется в результате отжига в эпитаксиальную пленку CoSi2(l 11).

• Исследована адсорбция фуллеренов на поверхности монокристаллического молибдена. Обнаружено, что сильные связи между молекулами Сбо и поверхностью Мо(110) замораживают вращение фуллеренов и придают им фиксированную пространственную ориентацию. Показано, что адсорбированные молекулы обращены к подложке гексагонами.

• Изучены in situ структурные превращения в системах K/VSe2(0001) и K/TiS2(0001). Обнаружено, что нанесение двух-трех монослоев калия на поверхность дихалькогенидов переходных металлов приводит к их спонтанной интеркаляции, стимулирующей радикальную структурную перестройку приповерхностной области этих слоистых кристаллов. Показано, что интеркаляционно-стимулированная перестройка поверхности имеет обратимый характер.

Научная и практическая значимость работы. Научная ценность работы состоит в том, что в ней систематически изучены картины дифракции электронов, неупруго отраженных от ряда монокристаллов. Проанализирована динамика изменения картин с энергией; выявлен механизм их формирования при энергиях 1-2 кэВ и показана ключевая роль в нем эффекта фокусировки электронов; установлены основные закономерности самого эффекта и развиты теоретические модели, количественно описывающие эксперимент. Таким образом, создана целостная физическая картина процесса формирования дифракционной структуры пространственных распределений неупруго отраженных электронов средней энергии, позволившая разработать новый метод визуализации кристаллической структуры поверхности твердого тела. Приложение этого метода к исследованию таких малоизученных процессов, как, например, взаимодействие фуллеренов с поверхностью твердого тела и in situ интеркаляция слоистых материалов, дало ряд новых научных результатов, имеющих большое самостоятельное значение для физики и химии поверхности.

Практическая ценность диссертации состоит в реализации идеи метода и создании оригинального прибора, позволяющего проводить исследования в режиме реального времени. В нем обеспечивается сбор информации со скоростью до 48 кадров в секунду и сводится к минимуму возмущающее воздействие электронного пучка на исследуемый объект. Для извлечения структурной количественной информации из наблюдаемых картин разработан специальный пакет прикладных программ. Прибор успешно испытан на ряде систем. Полученные результаты показали, что метод особенно перспективен для контроля формирования межфазовых границ, эпитаксиального роста тонких пленок, а также других технологических процессов.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Физическая картина формирования дифракционной структуры пространственных распределений неупруго отраженных электронов с энергией 1-2 кэВ, базирующаяся на эффекте фокусировки электронов; закономерности самого эффекта; кластерные модели, количественно описывающие исследованные дифракционные картины; новый механизм образования Кикучи-полос.

2, Метод визуализации кристаллического строения нанометрового приповерхностного слоя твердого тела, основанный на анализе максимумов фокусировки в пространственных распределениях отраженных электронов средней энергии; его приборная реализация, позволяющая исследовать атомные процессы на поверхности в режиме реального времени; методики определения структурных параметров и фазового состава изучаемых объектов на основе компьютерного моделирования наблюдаемых картин.

3. Результаты исследования ультратонких пленок серебра на поверхности монокристаллов молибдена и кремния, наглядно демонстрирующие высокую поверхностную чувствительность метода и его способность визуализовать как кристаллическое строение наносимых слоев, так и их ориентацию относительно подложки.

4, Закономерности роста дисилицида кобальта на поверхности монокристаллического кремния, вытекающие из анализа дифракционных картин, снятых на разных стадиях процессов твердофазной и реактивной эпитаксии. и

5. Результаты исследования взаимодействия фуллеренов с поверхностью молибдена и кремния; определение пространственной ориентации молекул Сбо, адсорбированных на поверхности Мо(110); прямое наблюдение образования карбида кремния в ходе термической реакции адсорбированных молекул Сбо с поверхностью Si(l 11).

6, Обнаружение обратимой интеркаляционно-стимулированной перестройки приповерхностной области дихалькогенидов переходных металлов в экспериментах, проведенных in situ; результаты структурного анализа интеркаляционных комплексов, образующихся в системах K/VSe2(0001) и K/TiS2(0001).

Апробация работы. Основные результаты исследований, вошедших в диссертацию, были доложены и обсуждены на 9 отечественных и 33 международных конференциях, симпозиумах и школах: на 5-ой Всесоюзной школе по физике поверхности (Карпаты, 1986), 6-8-ом Всесоюзных симпозиумах по ВЭЭ, ФЭЭ и СПТТ (Рязань, 1986; Ташкент, 1990; Рязань, 1996), 20-ой и 21-ой Всесоюзных конференциях по эмиссионной электронике (Киев, 1987; Ленинград, 1990), 18-ой и 24-30-ой Международных конференциях по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами (Москва, 1989, 1994-2000), 14-16-ой и 18-19-ой Европейских конференциях по изучению поверхности (ECOSS-14, Лейпциг, Германия, 1994; ECOSS-15, Лилль, Франция, 1995; ECOSS-16, Генуя, Италия, 1996; ECOSS-18, Вена, Австрия, 1999; ECOSS-19, Мадрид, Испания, 2000), 13-ом и 14-ом Международных вакуумных th tVi конгрессах (I3tnIVC, Иокогама, Япония, 1995; 14m IVC, Бирмингем, Великобритания, 1998), Международном семинаре по дифракции электронов и визуализации поверхности (Скотедэйл, США, 1996), 5-ой и 6-ой Международных конференциях по структуре поверхности (ICOSS-5, Экс Прованс, Франция, 1996; ICOSS-6, Ванкувер, Канада, 1999), 9-ом Европейском симпозиуме по молекулярно-лучевой эпитаксии (Оксфорд,

Великобритания, 1997), 4-ой конференции северных стран по физике поверхности (Олесун, Норвегия, 1997), 1-ой и 2-ой Национальных конференциях по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов (Дубна-Москва, 1997; Москва, 1999), 7-ой и 8-ой Европейских конференциях по анализу поверхности и интерфейсов (ЕСА81А'97, Гетеборг, Швеция; ЕСА81А'99, Севилья, Испания), 3-ем и 4-ом Международных симпозиумах по фуллеренам и атомным кластерам (С.- Петербург, 1997 и 1999), Международных конференциях "Эмиссионная электроника, новые методы и технологии" (Ташкент, 1997 и 1999), 19-ом Международном семинаре по физике поверхности (Поланика-Здрой, Польша, 1998), 1-ом Международном симпозиуме по зарождению кластеров и нелинейным проблемам в фазовых переходах 1-го рода (С.- Петербург, 1998), Международной конференции "Физика на пороге 21 века" (С.- Петербург,

1998), 9-ой и 10-ой Международных конференциях по тонким пленкам и поверхности (1С8Р8-9, Копенгаген, Дания, 1998; 1С8Р8-10, Принстон, США, 2000), Международном симпозиуме по атомно-слоевой эпитаксии (Хельсинки, Финляндия, 1999), 24-ом Международном симпозиуме "Прогресс в физике поверхности и межфазовых границ" (Модена, Италия,

1999), Международном симпозиуме по кристаллографии поверхности (Нанси, Франция, 2000).

Публикации. По теме исследования опубликовано 86 печатных работ, список которых приведен в конце диссертации.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, шести глав, перечня основных результатов и списка цитированной литературы. Первая глава содержит обзор литературы по теме исследования. В ней кратко рассмотрены экспериментальные и теоретические работы, посвященные дифракции электронов средней энергии, а также дифракции

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1, Разработана методика автоматической регистрации картин дифракции электронов путем прецизионного сканирования всей полусферы их отражения узкоапертурным энергоанализатором. Система управляется персональным компьютером и обеспечивает сбор, хранение и обработку данных в цифровом формате, а также их вывод на дисплей и печать в графическом виде.

2, Для ряда монокристаллов с атомно-чистой поверхностью 0^(100), Мо(ГОО), Мо(ПО), 81(100), 81(111) и др.) систематически изучены картины дифракции электронов средней энергии. Показано, что в интервале энергий до ~1 кэВ на смену обычным дифракционным картинам, рефлексы которых отображают строение приповерхностной области кристаллов в обратном пространстве, приходят картины дифракций квазиупруго рассеянных электронов, основными особенностями которых являются максимумы, ориентированные вдоль направлений плотной упаковки кристаллов.

3. Установлено, что основным механизмом формирования картин дифракции квазиупруго рассеянных электронов в области энергий 1-2 кэВ, является эффект фокусировки электронов, приводящий к тому, что при вылете из кристалла они концентрируются вдоль межатомных направлений. Показано, что эти картины фактически представляют собой центральные проекции таких направлений и могут быть использованы для визуализации кристаллического строения тонкой приповерхностной области твердого тела.

4. Изучены закономерности фокусировки электронов средней энергии в кристаллах. Выявлены зависимости ее эффективности от энергии частиц, плотности упаковки атомных цепочек, их внутренней структуры и пространственной ориентации. Для наиболее плотноупакованных направлений эффект усиливается с возрастанием средней длины пути электронов до примерно пяти межатомных расстояний.

5. Для описания наблюдаемых дифракционных картин разработаны оригинальные кластерные модели. Первая из них - кластерная модель однократного рассеяния - позволяет получать количественную структурную информацию путем сопоставления (с помощью Я-факторов) эксперимента и результатов численных расчетов, проводимых с варьированием искомых структурных параметров. Вторая, более простая модель учитывает эффект фокусировки феноменологически, что позволяет существенно ускорить расчеты.

6. 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, межплоскостное рассеяние электронов, приводящие к когерентному наложению интерференционных максимумов первого порядка в случае, когда источники электронов локализованы на достаточно большой глубине.

7. Создан прибор для визуализации атомной структуры поверхности, позволяющий регистрировать ее изменения в режиме реального времени. Основу прибора составляет низковольтный электронограф с микроканальным усилителем яркости изображений, получаемых при скользящем падении электронного пучка на исследуемый объект. Для обработки результатов эксперимента разработан оригинальный пакет прикладных программ с широкими сервисными возможностями.

8. Изучены начальные стадии роста пленок серебра на поверхности монокристалла Мо(ИО). Обнаружено, что нанесение лишь нескольких монослоев Ag на поверхность образцов, находящихся при комнатной температуре, качественно меняет вид наблюдаемых картин. Показано, что растущая пленка состоит из доменов А§(111) А- и В-типов, ориентация которых относительно подложки соответствует эпитаксиальному соотношению Курдюмова-Захса.

9. Исследовано атомное строение ультратонких пленок серебра, формирующихся на поверхности 81(111)-(7х7) при комнатной температуре. Показано, что образующаяся пленка, состоит из доменов Ag(lll) А- и В-типов, доли которых примерно одинаковы. Изучена трансформация пленок в процессе отжига. Обнаружено, что при температуре ~ 650 К происходит их рекристаллизация, в результате которой домены А-типа исчезают. При дальнейшем повышении температуры на поверхности кремния образуются островки серебра, выстраивающиеся определенным образом относительно подложки.

10. Исследован процесс формирования эпитаксиальных пленок серебра на поверхности 81(100)-(2х1). Показано, что рост пленок подчиняется механизму Странского-Крастанова, и что они имеют разное кристаллическое строение в зависимости от температуры подложки. Отжиг пленок до температур Т > 500°С приводит к формированию островков Ag(100) с определенной азимутальной ориентацией относительно подложки. Компьютерное моделирование наблюдаемых картин позволяет определять фазовый состав образующихся пленок.

It. Обнаружена островковая мода роста дисилицида кобальта на поверхности монокристалла Si(lll)-(7x7) на самых ранних стадиях реактивной эпитаксии. При этом на поверхности кремния формируются островки CoSi2(ll 1) В-типа, ориентированные антипараллельно подложке. С увеличением степени покрытия происходит их латеральный рост и последующая коалесценция при покрытиях, превышающих ~3 монослоя.

12. Изучен процесс твердофазной эпитаксии дисилицида кобальта на кремнии. Показано, что и при комнатной температуре сначала образуется островковая пленка силицида, состоящая из кристаллитов А- и В-типа, а в дальнейшем на ней растет слой неупорядоченного кобальта. Твердофазная эпитаксия CoSi2, наблюдаемая в ходе отжига таких пленок, начинается при температуре ~250°С и приводит к формированию силицидного слоя, состоящего из А- и В- доменов. При дальнейшем повышении температуры (до ~500°С) наблюдается постепенная рекристаллизация А-доменов CoSi2(l 11) в домены В-типа.

13. Исследована адсорбционная система Сбо/Мо(110). Получены экспериментальные данные, непосредственно свидетельствующие о замораживании вращения фуллеренов в адсорбированном состоянии, и, следовательно, о формировании сильной связи между молекулами С60 и Мо(110). Обнаружено, что адсорбированные фуллерены обращены к поверхности молибдена гексагонами.

14. Исследована термическая эволюция сверхтонких пленок фуллеренов, нанесенных на поверхность Si(lll)-(7x7). Показано, что при температуре Т > 900°С происходит распад адсорбированных молекул Сбо, сопровождающийся карбидизацией поверхности образца. Образующийся при этом карбид кремния состоит из кристаллитов SiC(l 11) ЗС-политипа.

15. Проведен структурный анализ поверхности высокотемпературных сверхпроводников. Показано, что атомное строение приповерхностной области монокристаллов УВа2Си3Ох(001), сколотых при комнатной температуре, соответствует объемной кристаллической структуре соединения. При этом на поверхность кристаллов выходят атомные плоскости ВаО и Си02.

16. 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 межслоевых зазоров (на 2,2 А), так и в структурном фазовом переходе 1Т —» 313(1).

17. Обнаружено, что взаимодействие кислорода с поверхностью интеркалированных кристаллов КХТ182(0001) стимулирует обратный процесс деинтеркаляции, в ходе которого происходит диффузия атомов калия из межслоевых зазоров к поверхности образца и последующее связывание их адсорбированным кислородом. Индикатором процесса является релаксация кристаллической решетки деинтеркалированной приповерхностной области Т182 в исходное состояние.

Главным итогом диссертации явилось создание нового метода визуализации кристаллической структуры поверхности твердого тела, базирующегося на эффекте фокусировки отраженных электронов средней энергии. В то время, как основные методы изучения поверхности с атомным разрешением (например, СТМ) дают информацию о строении ее верхнего слоя, данный метод позволяет визуализовать взаимное положение атомов в более глубокой зоне, толщиной около 1 нм, и поэтому удачно их дополняет. Он сравнительно прост в реализации, а благодаря

269 высокому отношению полезного сигнала к шуму регистрация дифракционных картин может осуществляться с достаточно высокой скоростью. Поэтому метод представляется особенно перспективным для изучения быстропротекающих атомных процессов в приповерхностной области твердого тела.

270

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключение автор считает своим приятным долгом выразить искреннюю признательность заведующему лабораторией В.Н.Шреднику за благожелательное отношение к работе и ее поддержку. Автор глубоко благодарен своему учителю М.В.Гомоюновой и всем коллегам, принимавшим непосредственное участие в исследованиях -Н.С.Фараджеву, Д.А.Валдайцеву, А.Г.Банщикову, А.Е.Роднянскому и

А. К. Григорьеву. Автор очень признателен В.Н.Агееву, в чьей лаборатории сформировался как ученый, а также Д.П.Бернацкому и С.Л.Заславскому за большую помощь в создании первой экспериментальной установки. Автор искренне багодарен Ю.С.Гордееву, В.М.Микушкину и С.А.Князеву за плодотворное сотрудничество в рамках научных проектов, явившихся источниками финансовой поддержки настоящей работы.

1.. Van Hove M.A., Weinberg W.H., Chan C.-M., Low-Energy Electron Diffraction. Springer Series in Surface Science 6. -Springer-Verlag 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. Наумовец А.Г. Исследование структуры поверхностей методом дифракции медленных электронов: достижения и перспективы. // Укр. физ. журнал. 1978. - Т.23. - № 10. - С.1585-1607.

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

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

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

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

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

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

10. Mark 1 und I., Andersson S ., LEED study of NaCl( 100) surface // Surf.Sci. 1966 - V.5. - P. 197-202

11. Stern R.M., Taub H. Origin of the angular dependence ofsecondary emission of electrons from tungsten // Phys.Rev.Lett. 1968. -V. 20. -№24. -P. 1340-1343.

12. L de Bersuder Observation et interpretation geometrique de lignes de KikucM liees a un reseau a deux dimensions. // C.r. Acad. Sci. 1968. -V. 266B. - №25. - P. 1489-1493.

13. Mosser 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.

14. Mosser A., Burggraf Ch., Goldsztaub S., Ohtsuki Y. H. LEED Kikuchi pattern phonon and plasmon contributions // SurftSeb 19-76. - V. 54. - № 3. - P. 580-592.

15. Shindo S., Mosser A., Contrast change of the LEED kikuchi pattern due to plasmon excitation // Surf. Sci. 1978. - V. 71. - № 1. - P. 155-160;

16. Гомоюнова M.B., Пронин И.И., Заславский С. J1. Анизотропия выхода вторичных электронов из монокристаллического молибдена // ФТТ. 1982. - Т.24. - № 7 - С. 2006-2011.

17. Гомоюнова М.В., Пронин И.И., Шмулевич И.А. Анизотропия угловых распределений электронов с энергией 2 кэВ, квазиупруго рассеянных молибденом // Письма в ЖТФ. 1982. - Т.8. -№20 - С. 1270-1274.

18. Gomoyunova M.V., Pronin 1.1., Schmulevitch I. A. Kikuchi Patterns of Mo(100) and Primary Electron Localization // Surf.Sci. 1984. - V.139.- P.443-452.

19. Г о м ою н о в a M . В ., Пронин И.И., Бернацкий Д.П. Приложение теоремы обратимости к вторичной электронной эмиссии // Изв. АН СССР, сер.физ. 1982. - Т. 46. - № 7. - С. 1372-1376.

20. M о & s e r A., Burggraf Ch., Goldsztaub S ., Validité du principe de réciprocité pour la diffusion inelastique des electrons de 400 et 1500 eV //CR Aead. Se. Paris. 1974. - V. B278. - № 2. - P. 327-330.

21. Laue M.V. Die fTuoreszenzrôntgenstrahlung von einkristallen. // Ann. der Phys. 1935. - V.23. - № 7. - C.705-746.

22. Pogany A.P., Tu r n e r P . S ., Reciprocity in Electron Diffraction and Microscopy. // Acta Crys. 1968. - V.A24. - №1.- P. 103-109.

23. К ai n u m a Y, The theory of kikuchi patterns. // Acta Cryst. 1955. -V.8. -P.247-257.

24. Lap onsky А.В., Whetten N.R., Rey N. Dependence of secondary electron emission on crystal orientation // Phys.rev.Lett. 1959.- V.3-. -№ 11. P. 510-513.

25. Sochea R.W., Dekker A.J. Fine structure of secondary emission vs. angle of incidence of the primary beam. // Phys. Rev. 1961.- V. 121. №5. - P. 1362-1369.

26. Грачев Б.Д., Комар А.П., Коробочко Ю.С., Минерв В.И., Фокусировка электронов в тонких монокристаллических пленках меди. // Письма в редакцию ЖЭТФ. -1966. Т.4. - №7. -С. 241-243.

27. A frp о я н И.А., Титов А.И. Угловая зависимость радиационной проводимости и вторичной эмиссии при бомбардировке монокристалла германия электронами. // ФТТ. 1967. - Т.9. - № 11. -С.3628-3630.

28. Шульман А.Р., Кораблев В.В., Морозов Ю.А, Угловая зависимость вторично-эмиссионных характеристик монокристаллов кремния. // ФТТ 1968. - Т.10. - №6. - С.1570-1572.

29. Шульман А.Р., Кораблев В.В., Морозов Ю.А.

30. Угловая зависимость коэффициента второчной электронной эмиссии монокристаллов кремния в диапазоне энергий первичных электронов от 100 до 2000 эВ. // ФТТ. 1968. - Т.10. - №6. - С.1913-1915.

31. Артемьев В.П., Макаров В.В., Петров Н.Н. Вторичное каналирование и эффект "двойной фокусировки" при обратном рассеянии электронов средних энергий монокристаллами кремния.//ФТТ. 1981.-Т. 23. -№ 11. - С.3441-3444.

32. Макаров В.В., Подсвиров О.А. Влияние нецентро-симметричности кристаллической решетки на картины каналирования электронов // Письма в ЖТФ 1986. - Т. 12. - №. 8 - С. 501-505.

33. Г омо 10 нов а М.В., Заславский C.JI., Пронин И.И. Анизотропия ионизационных потерь энергии электронов в монокристаллическом молибдене // Письма в ЖТФ. 1978. - Т. 4. - В. 14. - С. 864-868.

34. Г омоюнова М.В., Заславский C.J1., Пронин И.И. Проявление дифракционных эффектов в отражении электронов с однократными потерями энергии от W{100}. // Письма в ЖТФ. 1979. -Т.5-.-В. 16-С. 1009-1013.

35. Г о м о 10 н о в а М.В., Заславский С. Л., Пронин И.И. Анизотропия взаимодействия электронов средних энергий с монокристаллами переходных металлов // ФТТ. 1982. - Т.24. - № 2 -С. 390-395.

36. Яц s h T.W., Bertino J.P., Ellis W . P . Kikuchi correlations in Auger electron spectroscopy. // Appl.Phys.Lett. 1973. - V.23. - № 7. -P.359-368.

37. Airie G., Blanc E., Dufayard D., Stern R.M. Etude experimental de influence de langle de incidence des electrons primares sur le reudement de l'émission auger. // Surf.Sci. 1974. - V.46. - №1.1. P. 188-196.

38. Кораблев В.В., Майоров А.А. Анизотропия эмиссии вторичных и оже-электронов для монокристаллов со сниженной работой выхода // Изв. АН СССР, сер. физ. 1979. - Т.43. - №.3. -С.635-641.

39. Г о м о ю н о в а М.В., Заславский C.JI., Пронин И.И. Ориентационные эффекты в электронной оже-спектроскопии монокристаллического молибдена // ФТТ. 1978. - Т.20. - №9 - С. 2788-2790.

40. Mroz S . Directional Auger electron spectroscopy-physical foundations and applications // Surf. Rev. Lett. 1997. - V.4. - №1. - p.l 17-139

41. Valeri S ., Gazazadi G.C., Rota A., and di Bona A. Early stage in low energy ion-induced damage on InP(llO) surface // Appl. Surfr Set 1997. - V.120 - P.323-334

42. Valeri S., di Bona A. Modulated electron emission by scattering-interference of primary electrons // Surf. Rev. Lett. 1997. - V.4. - N1. -P. 14 Ы 60.

43. Valeri S ., di Bona A. Modulated electron emission for structural characterization of burried layers and interfaces // Prog. Surf. Sci. 1998. -V.59t-P.91-101.

44. Taub H., Stern R.M., Dvoryankin V.F. Temperature dependence of mean free path in secondary electron emission // Phys.State.Sol. 1969. - V.33. - №2.- P. 573-577.

45. Anderson S.K, Howie A., Diffraction Effects in Backscattering and Auger Production Near Crystal Surface. // Surf. Sci. -1975. V.50. -№1.-P.l97-214.

46. Howie A., Whelan M.J. Diffraction Contrast of Electron

47. Microscope Images of Crystal Lattice Defects. II The development of Dynamical Theory. // Proc. Roy. Soc. 1961. - V.A263. - №1313.- P.217-237.

48. Румянцев В. В., Кораблев В.В., Дубов В.В., Морозов Ю.А. Влияние кристаллической структуры твердых тел на упругое отражение электронов промежуточных энергий. // Изв. Ан СССР., сер. физ. 1982. - Т.46. - № 7. - С. 1336-1348.

49. Stern R. М. The backscattering of electrons by crystals at low and high temperatures // Phys.Rev.Appl. 1974. - V. 9. - № 3. - P.377-384.

50. Г о м о ю н о в а М.В., Константинов О.В., Шмулевич И. А. Локализация электронов средней энергии в монокристаллах и ее роль в электронной спектроскопии поверхности твердого тела. // Изв.АН СССР, сер.физ. 1982. - Т.46. - № 12. - С.2308-2311

51. Gomoyunova M.V., Konstantinov O.V., Schmulevich J.A. The perturbation theory of diffraction effects in secondary electron emission on the crystall surface// Surf.Sci. 1981. -V.10&. -N»2. -P.28T-291.

52. Дударев С.Л. Теория интерференционных явлений при неупругом рассеяниии быстрых электронов в кристаллах: Автореферат диссертации на соискание ученой степени д-ра физ-мат.наук: 01.04.02. -М., 1994. -15 с.

53. Гомодонова М.В., Дударев С.Л., Пронин И.И. Роль дифракционных явлений в электронной оже-спектроскопии кристаллов //ФТТ. 1988. - Т. 30. - № 9. - С. 2710-2716.

54. Dudarev S.L., Peng L.-M. The origins of electron back-scattered circular patterns // Surf. Sci. Lett. 1991. - V. 244. - № 3. -P.L133-L136.

55. S iegbahn K., Gelius U., Siegbahn H., and Olsen

56. E . /APhys. Lett. 1970. - V. 32A. - P. 221.

57. 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. 10521055

58. E ge 1 h o f f W . F ., Jr.// Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 1985. - V. 37. - P. 443.

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

60. F a d 1 e y C.S. Photoelectron diffraction // Phys. Scr. 1987. - V.17. -P.39-49.

61. Fasel R., Osterwalder J. Alkali-metal adsorption geometries on metal surfaces from photoelectron-di (fraction experiments. // Surf. Rev. Lett. 1995. - V.2. - № 3. - P.359-386.

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

63. 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.

64. Fadley C.S., in: Synchrotron Radiation Research: Advances in Surface Science (Plenum, New York). 1992. - ch. 9. - P. 421-518.

65. 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.

66. Kuettel 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.

67. Bullock E.L., and Fadley C.S. Determination of epitaxial overlayers structure from high-energy electron scattering and diffraction // Phys: Rev. B. 1985. - V. 31. - № 2 - P. 1212-1215

68. Barton J.J., Shirley D.A. Curred-ware-front corrections for photoelectron scattering // Phys. Rev. B. 1985. - V. 32. - № 4 - P. 18921905.

69. Barton J.J., Shirley D.A. Small-atom approximations for photoelectron scattering in the intermediate-energy range // Phys. Rev. B. -1-985. V. 32. - № 4 - P. 1906-1920.

70. 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

71. Rehr J.J., Albers R., Natoli C., Stern E. A. New high-energy approximation for x-ray-absorption near-edge structure // Phys. Rev. B. 1:986. - V. 34. - № 6. - P.4350-4353.

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

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

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

75. 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.

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

77. Hi If er.in к 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.^3. - P.398-406.

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

79. 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. 313327.

80. Пронин И.И., Гомоюнова М.В., Бернацкий Д.П., Заславский C.JI. Спектрометр вторичных электронов с угловым разрешением для исследования поверхности монокристаллов // ПТЭ. -1982. -№> 1.-С. 175-178.

81. Афанасьев В.П., Явор С.Я. Светосильныйэнергоанализатор с двойной фокусировкой // Письма в ЖТФ. 1975. -Т. 1. - В. 17.-С. 779-783.

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

83. Протопопов О.Д., Оже-спектроскопия в применении к исследованиям поверхности сложных эмиттеров. М.: Институт электроники, 1970.

84. Корд 6 лев В.В., Электронная оже-спектроскопия. JL: ЛИИ им. М.И: Калинина, 1973. 62 с.

85. Гомоюнова М.В. Вторично-электронная спектроскопия поверхности твердого тела // ЖТФ. 1976. - Т. 46. -В. 6. -С. 11371170;

86. Полонский Б. А. Электронная оже-спектроскопия при низких возбуждающих токах // Промышленная электроника. — 1978. В. 11-12.-С. 52-59.

87. Те гарт В., Электролитическое и химическое полирование металлов. И.Л., М., - 1957

88. Попиков Л.Я., Электрополирование и электротравление металлографических шлифов. И.Л., М., - 1963.

89. I shizaka 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

90. Handbpok of Auger Electron Spectroscopy / Davis L. E., MacDonald N.C., Palmberg P.W., Riach G.E., Weber P.E., Phis. Electr. Ind. inc., USA, 1976.

91. Протопопов О.Д., Горелик В.А., Атлас оже-спектровчистьдх материалов Научно-исследовательский интситут, Рязань, 1984; 101 е.

92. Hufner S., Osterwalder J., Greber Т. et al. Interpretation of substrate photoelectron diffraction // Phys. Rev. B. 1990.- V. 42. № 12. - P. 7350-7357.

93. А м мер ал JI., Принципы программирования машинной графики. -М.: Сол Систем, 1992. 224 с.

94. Fink М., Yates А.С. Theoretical electron scattering amplitudes and spin polarizations. Electron energies 100 to 1500 eV. Part I. // At. Data.- 1970. V. 1. - P. 385-431.

95. Fink M., Ingram J. Theoretical electron scattering amplitudes and spin polarizations. Electron energies 100 to 1500 eV. Part II. // At. Data. -1972: V. 4. - №2. - P. 129-207.

96. Gregory D., Fink M. Theoretical electron scattering amplitudes and spin polarizations. Electron energies 100 to 1500 eV. Part III // At. DataNud. Data Tables. 1974. - V. 14. - № 1. - P. 39-88.

97. Seah 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.

98. Valeri S., Bona A. di, Gazzadi G.C. Focusing and defocusing in electron scattering along atomic chains // Phys.Rev.B. -1-994. V.50. - №19 - P. 14617-14620.

99. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М., Квантовая механика. Нерелятивиетекая теория, Т.З, -М.: "Наука", изд.4-е, 1989, 768 С.

100. Van Hove M.A., Tong S.Y., Elconin M.H., Surface structure refinements of 2H-MoS2, 2H-NbSe2 and W(100)p(2xl)-0 via new reliability factors for surface crystallography // Surf. Sci. 1977. - V.64 -P.85-9&.

101. Zanazzi E., Jona FA reliability factor for surface structure determinations by low-energy electron diffraction // Surf.Sci. 1977. -V.62 - № 1 - P.61-80.

102. Pe n d г у J.D., Reliability factors for LEED calculations // J.Phys. -1980. V.C13 - № 5 - P.937-944

103. Нестеренко Б. А., Ляпин В.Г. Фазовые переходы на свободных гранях и межфазовых границах в полупроводниках // Киев: Наукова думка, 1990, - 152 с.

104. Hamers R.J., Tromp R.M., Demuth J.E. Scanning tunneling microscopy of Si(001) // Phys. Rev. B. 1986. - V.34. - N8. -P.5343-5357.

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

106. Trehan 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.

107. 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.

108. Bardi U., Torrini M., Ichinohe Y., Omori S., Ishii Ц., Owari M. and Nihei Y. Kikuch-like effects in X-ray photoelectron diffraction from the Ca2(lll) surface // Surf. Sci. -1997. V.394. - P.L150-L160.

109. 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.

110. Высокотемпературная сверхпроводимость. Фундаментальные и прикладные исследования. В.1. Сб.статей / Под ред. А.А.Киселева, М.: машиностроение, 1990, С.204.

111. List R.S., Arko A.Y., Fisk Z., Cheong S-W., Conra^son S.D., Thompson J.D., Pierce C.B., Peterson D.E., Bartlett R.J., Shinn N.D., Schirber J.E., Veal B.W., Paulikas A.P.,

112. Campuzano J.С. Photoemission from single crystals of УВазСизОу-х cleaved below 20 K: Temperature-dependent oxygen loss // Phys. Rev. B. 1988. - V.38. - N16. - P. 11966-11969.

113. Edwards H.L., Market Y.T., de Lozanne A.L. Energy pap and surface structure of УВа2Сиз07.х probed by scanning tunneling microscopy // Phys. Rev. Lett. 1992. - V.69. - N20. - P.2967-2970.

114. Прядкин С.JI., Цой B.C. Туннельная микроскопия скола монокристалла УВа2Сиз07.с1 при 4.2 К // Письма в ЖЭТФ. 1989. -Т.49. — №5. - С.268-270.

115. Wolf Th., Goldacker W., Obst В., Roth G., Fluckiger R. Growth of thick YBa2Cu307.x single crystals from A12Oj crucibles // J. Cryst. Growth. 1989. - V.96. - N4. - P.1010-1018.

116. Bauer E., Poppa H. Comparison of the initial growth of metal layers <mMo(l 10) and W(110) surfaces // Thin Solid Films. 1984. - V. 12Ь - № 2. - P.159-173.

117. Paunov M., Bauer E. A multimethod study of the condensation of Ag on Mo(llO) // Surf. Sci. 1987. - V. 188. - № 1/2. -P. 123-139.

118. Gotoh Y., Yanokura E. Epitaxial Growth of Ag Deposited on an Mo(4it)) surface // Jpn. J. Appl. Phys. 1984. - V. 23. - № 12 - P. 1647-1648.

119. Hochstrasser M., Erbudak M., Atrei A., Wetli E., Zarkirch M. Structure of metal-on-metal ultrathin films studied by secondary-electron imaging // Phys. Low.-Dim. Struct. 1995. -V. 10/11.-P. 325-338.

120. Lifshits V.G., Saranin A.A., Zotov A.V. Surface Phases on Silicon. Preparation, structure and properties. Chichester;

121. Mm Wiley & Sons, 1994, 454 P.

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

123. Le 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.

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

125. Huang Lin, Chay Jay S., Weaver J.H. Metastable structures and critical thickness: Ag on Si(lll)-7x7 // Surf. Sci. Lett. -1998. V. 416. - P. LI 101-Ll 106.

126. Yuhara J., Morita K., Thermal reaction processes of ternary metal {Au, Ag, Cu) adsorbed on Si(lll) surface //Appl. Surf. Sci. 1998. -V. 123/124,- P. 56-60.

127. K at ay ¿una M., Williams R.S., Kato M., Nomura E ., A o n o M . Structure analysis of the Si(l 11) V3xV3 R30°-Ag surface // Phys. Rev. Lett. -1991. V. 66. - № 21 - P. 2762-2765.

128. 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.

129. DeSeta M., Avila J., Franco N., et al. Ag-Si(lll) interface analysis by angle resolved XPS, Europhysics Conference Abstracts, 16th European Conference on Surface Science. Genova (Italy), 9-13 September 1996. - TuAP52.

130. Sumimoto K., Kobayashi T., Oura K. Hydrogen-mediated epitaxy of Ag on Si(lll) as studied by low-energy ion scattering // Phys.Rev.Lett. 1991. - V. 66. - № 9. - P.l 193-1196.

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

132. 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.

133. D o r ai s u w amy 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.

134. 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.

135. Lin X.F., Wan K.J., Nogamy J. Surface reconstructions in the Ag/Si(001) system // Phys.Rev.B. 1994. - V. 49. - № 11. - P. 73857393.

136. Cho W.S., Kim J.Y., Park N.G., Chae K.H., Kim Y.W., Lyo I.W., Kim S.S., Choi D.S., Wang C.N. Atomic structure of Ag grown on Si(100)(2xl) at high temperature // Surf. Sci. Lett. 1999. - V. 439. - P. L792-L798.

137. Winau D., Itoh H., Schmid A.K., Ichinokawa T. Ag on Si(001)-(2xl) formation of a 2x3 superstructure // J. Vac. Sci. Techn. B. 1994. - V. 12. - № 3. - P. 2082-2085.

138. 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. 563-573.

139. Hanbucken M., Futamoto M., Venables J.A. Nucleation, growth and the intermediate layer in Ag/Si(100) and Ag/Si( 111)7/ Surf.Sci. 1984. - V. 147. - № 2/3 - P. 433-450.

140. Samsavar A., Hirschorn E.S., Leibsle F.M., Chiang T.-C. Scanning-tunneling-microscopy of Ag on Si(100) 2x1 // Phys.Rev.Lett. 1989. - V. 63. - № 26 - P. 2830-2833.

141. H a n a w a T ., O u r a K. Deposition of Ag on Si(100) as studied by LEED-AES // Japan J.Appl.Phys. 1977. - V. 16. - № 3 - P. 519-520.

142. Hashizume T., Hamers R.J., Demuth J.E., Market K., Sakurai T. Initial stage deposition of Ag on the Si(100) 2x1 surface studied by scanning tunneling microscopy // J.Vac.Sci.Techn. A. 1990. - V. 8. - № 1 - P. 249-250.

143. Weaver J.H., Poinier D.M. Solid state properties of fullerenes and fulleren-based materials // Sol. State Phys. 1994 - V.48 -P.F-108.

144. Altman E.I., Colton R.J. Determination of the orientation of C60 adsorbed on Au(lll) and Ag(lll) // Phys. Rev. B 1993 - V. 48 -N24-P. 18244-18249.

145. Kuk Y., Kim T>.K., Suh Y.D., Park K.H., Noh H.P., Oh S.J., Kim S.K. Stressed C60 layers on Au(001) // Phys. Rev. Lett. 1993 - V.70 -N13.-P. 1948-1951.

146. Hashizume T., Motai К., Wang X.D., et al. Intramolecular Structures of C60 Molecules Adsorbed on the Cu(lll)-(lxl)Surface //Phys. Rev. Lett. 1993 - V.71 -N.18 - P.2959-2962.

147. Wang X.D., Hashizume T., Shinohara H. et al. Scanning tunneling microscopy of C60 on the Si(l 11)7x7 surface // Jpn. J. App). Phys. L992 - V.31 - №7. - P. L983-L986.

148. Бахтизин P.3., Хашицуме Т., Вонг ГЦ.-Д., Сакурай Т. Сканирующая туннельная микроскопия фуллеренов на поверхности металлов и полупроводников // УФН 1997 - Т.167 -№3 - С.289-307.

149. Козырев C.B., Роткин В.В. Фуллерены. Структура, динамика кристаллической решетки, электронная структура и свойства // ФТП 1993 - Т.27 - №9 - С.1409-1434.

150. W erthe im G. К., Buchanan D.N.E. Reaction of Сбо with metals: W // Sol. State Comm. 1993 - V.88. - №2. - P.97-100.

151. Ruckman M.W., Xia Bo, Qui S . L. Adsorption of C6o on Ta(l 10): Photoemission and С K-edge studies // Phys. Rev. В 1993 - V. 48 - P.15457-15460.

152. Fasel Д., Aebi P., Agostino R.G., Naumovic D., Osterwalder J., Santaniello A., Schlapbach L. Orientation of Adsorbed Сбо Molecules Determined via X-Ray Photoelectron Diffraction // Phys.Rev.Lett. 1996 - V.76 - № 25 -P.4733-4736.

153. J155. Hamza A.V., Balooch M., Moalem M. Growth of silicon carbide films via C6o precursor // Surf. Sci. 1994 - V. 317. - №3. - P.L1129.

154. G hen D., Saris D. Temperature effects of adsorption of C6o molecules on Si(lll)-(7 x 7) surfaces // Phys. Rev. B 1994 - V.49 -P.7612.

155. Hu C.-W., Kasuya A., Suto S, Wawro A., N i s hi n a Y . Surface structure of SiC grown on Si(l 11) surface by C6o precursor //Appl. Phys. Lett. 1996 - V.68 - №9 - P.1253-1255.

156. Moro L., Paul A., Lorents D.C.etal. Silicon carbide formation "by annealing C6o films on silicon // J. Appl. Phys. 1997 -V.81 - №9— P.6141.

157. Sakamoto K., Suzuki T., Wakita Tet al. SiC film formatiop from C6o monolayer on Si(lll)-(7x7) and Si(001)-(2xl) surfaces studied by HREELS-STM // Appl. Surf. Sci. 1997 -V. 121/122- P.200-203.

158. P^scual J.I., Gomez-Herrero J., Baro A. M. Surface phases of SiC islands grown over Si(l 1 l)-(7x7) using C6o as a precursor // Surf Sci. 1998. - V.397.- P.L267-L272.

159. Saitoh S., Ishiwara H., Furukawa S. Double heteroepitaxy in the Si(lll)/CoSi2 structure // Appl. Phys. Lett. 1980. -Y.37. - №2. - P.203-208.

160. Pirri 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.

161. Bosc^hrini F., Joyce J.J., Ruckincn M.W., Weaver J.H. High resolution photoemission study of Co/Si(lll) interface formation // Phys. Rev. 1987. - V.B35. - №9. - P.4216-4221.

162. Chambliss 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.

163. Che* L.J., Tu K.N. //Mater. Sci. Rep.- 1991. V.7.-P.53-59.

164. Bensaoula A., Veuillen J.Y., Nguyen T.T.A., Derrien J., De Crescenzi M. Study of the Co/Si(lll) interface formation using electron energy loss spectroscopy // Surf. Sci. -1991. V.241. - P.425-430.

165. Von Kane! H.//Mater. Sci. Rep. 1992.-V.8.-P.193-198.

166. Bulle-Lieuwma C . W . T . Epitaxial growth of CoSi2/Si structures // Appl. Surf. Sci. 1993. - V.^8. - P.l-5.

167. Plusnin N.I., Milenin A.P., Prihodko D . P . Study of the Co/Si(lll) 7x7 interface formation by AES and EELS methods // Phys. Low-Dim. Struct. - 1999. - V.9/10. - P. 107-111.

168. Hay as hi Y., Yoshinaga M., Ikeda H., Zaima S., 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.

169. JJ73. Anterroches C.D. High-resolution electron microscopy of the initial stages of CoSi2 formation on Si(l 11) // Surf. Sci. 1986 - V.168. -№1. -P.751-757.

170. Tung R.T., Batstone J.L. Control of epitaxial orientation of CoSi2 on Si(lll) // Appl. Phys. Lett. 1988. - V.52. - №19. - P. 16111613.

171. Berrien J., De Crescenzi M., Chainet E., d'Anter roches C., Pirri C., Gewinner G., Peruchetti J.C. Co/Si( 111) interface formation at room temperature // Phys. Rev.- 1987. V.B36. - №12. - P.6681-6684.

172. 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.

173. Fujitani H., Asano S. Schottky-barrier heigth and electronic structure of the Si interface with metal silicides: CoSi2 NiSi2 and YSi2 // Phys. Rev. 1994. -V.B50. -№12. -P.8681-8698.

174. 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.

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

176. Rossi G., Santaniello A., De Padova P., Jin X., Chandesris D. Structural chemisorption of Co on Si(l 11)7x7 // Europhys. Lett. 1990. - V.l 1. - №3. - P.235-241.

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

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

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

180. Dfolbak 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. 113-117.

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

182. Tung R.T., Gibson J.M., Poate J.M. Formation of ultrathin single-crystal silicide films on Si: surface and interfacial stabilization of Si-NiSi2 epitaxial structures // Phys. Rev. Lett. 1983. -V.5& - №6. - P.429-432.

183. Bos eher ini F., Joyce J.J., Ruckman M.V., "Weaver J.H. High-resolution photoemission study of Co/Si(lll) interface formation // Phys. Rev. 1987. - V.B 35. - P.4216-4220.

184. 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. -№1:4. P. 10398-10401.

185. I Ige B., Palasantzas G., De Nijs J., Geerligs L.J. The temperature evolution of ultra-thin films in solid-phase reaction of Cowith S4(ill) studied by scannieng tunneling microscopy // Surf. Sei. 1998. V.414. - P.279-289.

186. Rossi G., Santa niello A., De Padova P. From the chemisorption of Co on Si( 111)7x7 to the formation of epitaxial A and B-type CoSi2 // Solid State Comm. 1990. - V.73. - №12. P.807-812.

187. W e i g er s G.A. Physical properties of first row transition metal dichalcogenides and their intercalates // Phys. B + C. 1980. - V.99. - №-P.151-1^5.

188. Starnberg H.I., Brauer H.E., Holleboom L.J., Hug he s H.P. 3D-to-2D transition by Cs intercalation of VSe2 // Phys. Rev. Lett. 1993. - V.70. -№20. P.3111-3114.

189. J ae germ an n W., Petternkofer C., Schellenberger A., et al. Cs deposition^rpayered 2H-TaSe2(0001) surfaces: adsorption or intercalation? // Sol.St.Comm. 1992. - V.84 - №9. -P. 921-926.

190. 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.

191. 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.

192. Strocov V.N., Starnberg H.I., Nilsson P.O., Brauer E., Holleboom L.J. Absolute determination of the surface-perpendicular band structure of VSe2 and TiS2 by combined VLEED and PES // J.Phys.: Condens. Matter. 1998. - V.10. - P.5749-5753.

193. СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

194. Гомоюнова М.В., Пронин И. И. Структура угловых распределений электронов, отраженных от монокристаллического вольфрама, покрытого тонкими пленками кремния // Y Всесоюзная школа по физике поверхности, Карпаты, 1986, - Тезисы докладов, С. 43.

195. Гомоюнрва М.В., Пронин И.И. Влияние адсорбционных покрытий на дифференциальные характеристики отражения электронов от монокристаллического вольфрама // VI Всесоюзный симпозиум по ВЭЭ, ФЭЭ и СПТТ, Рязань. 1986, - Тезисы докладов, С. 17.

196. Гомоюнрва М.В., Пронин И.И. Формирование силицидов на монокристаллическом вольфраме // XX Всесоюзная конференция по эмиссионной электронике, Киев, 1987, - Тезисы докладов, Т. 1, С. 6.

197. Гомоюнова М.В., Пронин И.И. Вклад атомного фактора в анизотропию выхода упруго отраженных электронов из монокристаллического вольфрама // Письма в ЖТФ. 1988. - Т. 14. -№ 10. - С. 896-899.

198. Гомоюнрва М.В., Пронин И.И. Атомное сечение рассеяния электронов и анизотропия их выхода из монокристаллов // Материалы XVIII Всесоюзного совещания по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами, Москва, 1989, - Изд. МГУ, С. 21-23.

199. Гомоюнова М.В., Григорьев А.К., Пронин И.И., Роднянский А.Е. Упругое отражение электронов средней энергии от поверхности ВТСП-керамики // Письма в ЖТФ. 1989. - Т. 15 - № 23 - С. 65-69.

200. Gomoyunova M.V., Dudarev S.L., Pronin I.I. Incident Beam Diffraction Effects in Auger Electron Emission from Crystal Surfaces // Surf. Sei. -1990.-V. 235-P. 156-168.

201. Гомоюнова M.B., Григорьев A.K., Пронин И.И., Роднянский А.Е. Диагностика поверхности Y-керамики методами упругого инеупругого рассеяния электронов // VII симпозиум по ВЭЭ, ФЭЭ и СПТТ, Ташкент, 1990, - Тезисы докладов, С. 157-158.

202. Гомоюнова М.В., Григорьев А.К., Пронин И.И., Роднянский А.Е. Рассеяние электронов монокристаллом Bi2Sr2CaCu2Ox // ФТТ. 1992. -Т. 34.-№3-С. 213-217.

203. Farajev N.S., Gomoyunova M.V., Pronin I.I., Osterwalder J., Wolf Th. Medium Energy Kikuchi Patterns from YBa2Cu3Ox(001) // 14th European Conference on Surface Science, Leipzig, 19th-23rd September, 1994, -Abstracts, P. 70.

204. Гомоюнова M.B., Пронин И.И., Фараджев H.C., Вольф Т. Исследование кристаллической структуры приповерхностных слоев монокристалла YBa2Cu3Ox // ФТТ. 1994 - Т. 36. - № 8 - С. 2295-2301.

205. 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. 11-20.

206. Гомоюнова M.B., Пронин НИ. Фокусировка электронов низкой энергии в кристаллах // XXV Международная конференция по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами, Москва, 1995, -Тезисы докладов, С. 50.

207. Gomoyunova M.V., Pronin I.I. Inner-Shell Excitation Enhanced by Primary Electron Focusing //15th European Conference on Surface Science, Lille, 4-8 Sept., 1995, - Abstracts, V.19E, Th Pe 13.

208. Farajev N.S., Gomoyunova M.V., Pronin I.I. Medium-Energy Kikuchi Patterns from Ag Adlayers // 15th European Conference on Surface Science, Lille, 4-8 Sept., 1995, - Abstracts, V.19E, Th Pe 14.

209. Farajev N.S., Gomoyunova M.V., Pronin I.I. Electron Forward Scattering Along Atomic Chains // 13th International Vacuum Congress, 9th International Conference on Solid Surfaces, Yokohama, Sept. 25-29, 1995,-Abstracts, P.335.

210. Гомокшова M.B., Пронин И.И. Фокусировка электронов низкой энергии в кристалле // Поверхность. 1995, - №12. - С. 92-96.

211. Farajev N.S., Gomoyunova M.V., Osterwalder J., Pronin I.I., Wolf Th. Medium-Energy Kikuchi Patterns from YBa2Cu30x(001) // Surf. Sci. -1995 V. 331-333, P. 1446-1453.

212. Farajev N.S., Gomoyunova M.V., Pronin I.I. Orientation of adsorbedthfullerenes from forward- focusing of backscattered electrons // 5 International Conference on Surface Structures, Aix en Provence, July 812, 19%, - Abstracts, Tu-12.25-0.

213. Farajev JNLS, Gomoyunova M.V., Pronin I.I. Imaging of the surface structure by forward-focusing of backscattered electrons // 16th European Conference on Surface Science, Genova, Sept. 9-13, 1996, - Abstracts, Tu AP 70.

214. Knyazev S.A., Pronin I.I. Energy transformation of Kikuchi electron patterns // 16th European Conference on Surface Science, Genova, Sept. 9-13, 1996, - Abstracts, Tu AP 76.

215. Гомоюнова M.B., Пронин И.И., Фараджев H.C. Кикучи-картины каксредство визуализации строения поверхностных слоев твердого тела // Всероссийский симпозиум по эмиссионной электронике, Рязань, -17-19 сентября 1996 г., Материалы симп., с.57.

216. Гомоюнова М.В., 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.

217. Гомоюнрва М.В., Пронин И.И., Фараджев Н.С. Исследование ориентации адсорбированных молекул Сбо с помощью эффекта фокусировки отраженных электронов // ФТТ. 1996, - Т. 38. - № 8. -С. 2,549-2557.

218. 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.

219. Farajev N.S., Gomoyunova M.V., Pronin I.I. Imaging the Atomic Structure of the Near-Surface Region by Quasi-Elastically Back-Scattered Electrons // IX European Workshop on MBE, St John's College, Oxford, -6th-10th April 1997, Abstracts, P-10.

220. Farajev N.S., Gomoyunova M.V., Pronin I.I. Phase transition in Ag/Si(l 1Д) system imaged in real-space by back-scattered electrons // 4th Nordic Conference on Surface Science, Alesund, Norway, May 29-June 1, 1997,- Book of Extended Abstracts, pp.66-67.

221. Faradzhev N.S., Gomoyunova M.V., Pronin I.I. Determination of adsorbed fullerenes orientation // 3rd International Workshop on Fullerenes and Atomic Clusters, St. Petersburg, June 30-July 4, 1997, - Abstracts, P. 78

222. Гомоюнова М.В., Пронин И.И. Структурный анализ поверхности на основе эффекта фокусировки электронов средней энергии // Международная конференция "Эмиссионная электроника, новыеметоды и технологии", Ташкент, 4-6 ноября 1997 г. - Тез. докл., С. 20

223. Гомоюнова М.В., Пронин И.И. Влияние фокусировки первичных электронов на их отражение и оже- эмиссию // ЖТФ. 1997, - Т.67 -№ 3. - С. 117-123.

224. Гомоюнрва М.В., Пронин И.И., Фараджев Н.С. Визуализация строения поверхностных слоев на основе фокусировки отраженных электронов //Поверхность. 1997. - №6.- с. 117-121.

225. Пронин И.И., Фараджев Н.С., Гомоюнова М.В. Роль фокусировки электронов в формировании кикучи-картин монокристалла кремния // ФТТ.-1997.-Т. 39.-№4.-С. 752-757

226. Гомоюнова М.В., Пронин И.И., Фараджев Н.С. Атомное строение кластеров серебра на кремнии // ЖТФ. 1997. - Т. 67. - № 12. - С. 6266.

227. 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.

228. Гомоюнова М.В"., Пронин И.И., Фараджев Н.С. Дифракционные картины электронов, квазиупруто рассеянных на адсорбированных фуллеренах // Письма в ЖТФ. 1997 - Т. 23 - № 4 - С. 17-22.

229. Farajev N.S., Gomoyunova M.V., Pronin I.I. Surface Crystallography by Forward-Focusing of Quasi-Elastically Reflected Electrons: Physical Basis and AppTications // Phys.Low-Dim.Struct. 1997. - V. 3/4. - P. 93-112.

230. Гомоюнова M.B., Пронин И.И., Фараджев Н.С. Структурный анализ кластеров серебра на поверхности Si(100) // XXVIII Международная конференция по физике взаимодействия заряженных частиц с крирталлами, Москва 25-27 мая 1998 г., - Тез. докл., С. 73.

231. Гомоюнова М.В., Пронин И.И., Фараджев Н.С. Закономерности фокусировки электронов при отражении от монокристаллов кремния

232. XXVirr Международная конференция по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами, Москва 25-27 мая 1998 г., - Тез. докл., С. 82.

233. Pronin IJ., Gomoyunova M.V. Imaging the near-surface atomic structure by forward-focused backscattered electrons // 19th International Seminar on Surface Physics, Polanica Zdroj (Poland), June 15-19, 1998, - Abstracts, P. L-22.

234. 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.

235. Pronin 1.Д., Gomoyunova M.V., Faradzhev N.S. Imaging of the near-surface atomic structure // International Conference: Physics at the Turn of the 21st Century, St.Peterburg, Russia, September 28 - October 2, 1998 -Summaries, P.11.

236. Фараджев H.C., Гомоюнова M.B., Пронин И.И. Дифракция некогерентно рассеянных электронов с энергией 1-2 кэВ // Поверхность. 1998. - № 8. - С. 56-59.

237. Пронин И.И., Валдайцев Д.А., Гомоюнова М.В., 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.

238. 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.

239. Гомоюнрва М.В., Пронин И.И., Фараджев Н.С. Кристаллическое строение кластеров серебра, сформированных на поверхности Si(lQO) 2x1 // Письма в ЖТФ. 1998. - Т. 24. - № 7. - С. 51-56.

240. 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.

241. 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.

242. Gomoyunova M.V., Pronin I.I., Faradzhev N.S. Imaging of the atomic structure of near-surface layers by electron focusing // Ioife Institute Prize

243. Жтпе^ 1997, St.Petersburg, 1998, - P. 1-6

244. 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.

245. Pronin I.I., Gomoyunova M.Y. Imaging of the near-surface atomic structure by forward-focused backscattered electrons // Progress in Surf. Sci. 1998 - V. 59. - No. 1-4. - P. 53-65.

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

247. Pronin I.I. Imaging of the near-surface atomic structure by inelastically backscattered electrons // 24th Annual Meeting: "Advances in Surface and1.terface Physics", Modern (Italy), December 20-21, 1999, - Abstracts, Tul Iе*, P.IO.

248. 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.

249. 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.

250. Gomoyunova M.V., Faradzhev N.S., Pronin I.I., Valdaitsev D.A. The growth of ultrathin SIC films on silicon from fullerenes // 19th International Conference on Surface Science, Madrid, 5-8 September, 2000, -Abstracts, P. 143, We-P-35.

251. Гог^оюнова 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.

252. 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. 4447.