Влияние диэлектрических покрытий на межфазную энергию и работу выхода электрона тонких пленок металлических сплавов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Чернышова, Рената Александровна АВТОР
кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Нальчик МЕСТО ЗАЩИТЫ
2003 ГОД ЗАЩИТЫ
   
01.04.07 КОД ВАК РФ
Диссертация по физике на тему «Влияние диэлектрических покрытий на межфазную энергию и работу выхода электрона тонких пленок металлических сплавов»
 
Автореферат диссертации на тему "Влияние диэлектрических покрытий на межфазную энергию и работу выхода электрона тонких пленок металлических сплавов"

На правах рукописи

ЧЕРНЫШОВА РЕНАТА АЛЕКСАНДРОВНА

ВЛИЯНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ НА МЕЖФАЗНУЮ ЭНЕРГИЮ И РАБОТУ ВЫХОДА ЭЛЕКТРОНА ТОНКИХ ПЛЕНОК МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ

01.04.07 - Физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Нальчик - 2003

Работа выполнена на кафедре экспериментальной физики Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х.М. Бербекова

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

профессор Созаев Виктор Адыгеевич

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Дедков Георгий Владимирович доктор физико-математических наук, профессор Ашабоков Борис Азреталиевич

Ведущая организация: Северо-Осетинский государственный

университет, г. Владикавказ

Защита диссертации состоится «5» июля 2003 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.076.02 при Кабардино-Балкарском государственном университете по адресу: 360004, г. Нальчик, ул. Чернышевского, 173, Кабардино-Балкарский государственный университет

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кабардино-Балкарского государственного университета

Автореферат разослан «ц» июня 2003г.

Ученый секретарь

Диссертационного Совета СаЫ.

^--- Ахкубеков А.А.

Актуальность темы. В связи с развитием микро- и наноэлекгроники, разработкой новых катализаторов, стабилизирующих сред для высокоактивных металлических наноструктур, систем металлизации полупроводников и керамик требуются более полные и точные знания о поверхностных свойствах тонких металлических пленок и в первую очередь знания фундаментальных свойств поверхности: поверхностной (межфазной) энергии (ПЭ) и работы выхода электрона (РВЭ). Экспериментальное изучение подобных свойств весьма сложная задача,, так как пленки должны находиться на подложках, взаимодействие с которыми может существенно изменить поверхностные свойства пленок. Кроме того при переходе к нанометровым толщинам пленок начинают проявляться размерные эффекты ПЭ и РВЭ. В этой связи большую роль приобретают теоретические оценки поверхностных свойств. Разработанные в литературе методы оценки поверхностных свойств касаются, как правило, пленок чистых металлов, а пленки металлических сплавов изучаются гораздо реже. Еще меньше работ, где изучается влияние диэлектрической среды на ПЭ и РВЭ пленок металлических сплавов.

При переходе к нанообъектам применение ряда соотношений, полученных в теории поверхностных явлений для макросистем затруднительно. Поэтому в последнее время предпринимаются попытки развития теории нанообъектов различными методами: путем модернизации термодинамики поверхностных явлений, модифицирования электронных теорий , развития метода молекулярной динамики. Эти исследования указывают на определяющую роль поверхностных явлений в формировании физико - химических свойств и эффективности электронных теорий в предсказании поверхностных свойств нанообъектов и наносистем. Одним из эффективных методов изучения межфазных границ металлическая пленка - диэлектрик является метод функционала электронной плотности (МФЭП).

iipjij. работы. _ Изучить в рзмках метода функционала

электронной плотности закономерности влияния диэлектрической среда (субмонослойных диэлектрических покрытий) на поверхностную энергию, РВЭ тонких пленок металлических сплавов с учетом поверхностной сегрегации.

В рамках поставленной цели решались следующие задачи:

1. Установить зависимости межфазной энергии тонких пленок сплавов щелочных металлов от диэлектрической проницаемости и ширины зазора между пленкой и средой.

2. Выявить размерные зависимости поверхностной (межфазной) энергии и РВЭ пленок сплавов щелочных металлов, а также Al-Li сплавов.

3. Установить концентрационные зависимости ПЭ и РВЭ тонких пленок металлических сплавов NaK, LiCs, NaCs

4. Установить зависимости межфазной энергии и РВЭ тонких пленок сплавов щелОЧНЫХ металлов ОТ ТОЛЩИНЫ И Степени гтичттяктричргкиу ппкрт.ггий

i. 'JC. НАЦИОНАЛЬНАЯ i БИБЛИОТЕКА 1 С.Петербург , | ОЭ т$гл\?0! \

И I ЩИ ""F

5. Установить взаимосвязь между межфазной энергии и РВЭ в диэлектрическую среду (энергетическим барьером) тонких пленок сплавов щелочных металлов, граничащих с диэлектрической средой.

6. Выявить влияние межфазного заряда на межфазную энергию и РВЭ пленок сплавов щелочных металлов, граничащих с диэлектрической средой.

Научная новизна.

1. Установлена зависимость межфазной энергии тонких пленок сплавов щелочных металлов от ширины зазора между пленкой и диэлектрической средой. Показано, что минимальные значения межфазной энергии достигаются в отсутствии вакуумного зазора.

2. Впервые в рамках МФЭП, в приближении однородного фона, оценены межфазная энергия Oj и РВЭ Oj тонких пленок сплавов NaxK].x, LixCsi_x, NaxCsi.x, AlxLii_x в зависимости от диэлектрической проницаемости е среды и толщины пленок. Показано, что с увеличением диэлектрической проницаемости межфазная энергия и РВЭ убывают. Зависимости Cj(s) и Ф/е)можно аппроксимировать полиномами второй степени или же представить в виде линейных зависимостей Да и Аф от в"1 (где Да = ст0 -а(е), Дф = ф0 -ф(е),

а0, фо поверхностная энергия и РВЭ пленки сплава соответственно в отсутствии диэлектрической среды).

3. Установлены концентрационные зависимости поверхностной энергии и РВЭ тонких металлических пленок NaK, LiCs, NaCs, по которым оценена поверхностная активность (Зст/5х)х_>ов этих пленках.

4. Выявлены закономерности влияния степени покрытия на ПЭ и РВЭ тонких пленок. Показано, что с увеличением степени покрытия, в отсутствии межфазного заряда, ПЭ и РВЭ понижаются.

5. Выявлены закономерности влияния плотности межфазного заряда qs на ПЭ ст, и РВЭ ф, тонких пленок на границе с диэлектрическим покрытием. Показано, что зависимости o,(qs) ф, (qs) близки к параболическим.

6. Установлена взаимосвязь между межфазной энергией и РВЭ в диэлектрическую среду. Показано, что при переходе к манометровым размерам толщин металлических пленок линейные зависимости между стл и ф, , сохраняются независимо от граничащей с пленкой диэлектрической среды.

Практическая ценность результатов.

Полученные соотношения и установленные закономерности для межфазной энергии и РВЭ тонких пленок могут быть использованы при разработке элементной базы изделий микро и наноэлектроники. Отдельные результаты НИР использовались при чтении спецкурса «Метод функционала электронной плотности в физике поверхности», читаемый на физическом факультете КБГУ, при выполнении дипломных работ.

Основные положения выносимые на защиту. 1. Вычисленные в рамках МФЭП, в приближении однородного фона, значения межфазной энергии и РВЭ тонких пленок сплавов NaxK].x, LixCsi.x, AlxLii_x в зависимости от диэлектрической проницаемости среды и толщины пленок.

2. Зависимости межфазной энергии тонких пленок сплавов щелочных металлов от ширины зазора между пленкой и диэлектрической средой.

3. Концентрационные зависимости межфазной энергии и РВЭ тонких металлических пленок МаК, ЬЛСв, ЫаСв, значения поверхностной активности (дст/<Эх)х->о в этих пленках.

4. Закономерности влияния степени субмонослойных диэлектрических покрытий на ПЭ и РВЭ тонких пленок сплавов щелочных металлов

5. Закономерности влияния плотности межфазного заряда ^ на межфазную энергию с^ и РВЭ ф, тонких пленок на границе с диэлектрическим покрытием.

6. Выявленные закономерности, согласно которым при переходе к нанометровым размерам толщин металлических пленок линейные зависимости между а} и , сохраняются независимо от граничащей с пленкой диэлектрической среды.

Степень обоснованности научных положений, выводов, сформулированных в диссертации подтверждается согласованностью полученных результатов и следствий из них с известными литературными теоретическими и экспериментальными данными.

Личное вклад автора. Задачи по исследованию влияния диэлектрической среды (диэлектрических покрытий) на поверхностные свойства сплавов щелочных металлов были поставлены научным руководителем Созаевым В.А. Теоретические выкладки, анализ полученных соотношений, разработка компьютерных программ, вычисления выполнены лично автором.

Апробация работы. Основное результаты диссертации докладывалось на 7-м международном симпозиуме «Чистые пленки» (1БРМ) (Харьков, 2001), 9-ой научно-техническая конференции «Вакуумная наука и техника» (Судак, 2002), 2-м Международном симпозиуме «Фазовые превращения в твердых растворах и сплавах» ОМА-2 (Лазаревское, 2001г.), международном семинаре «Теплофизические свойства веществ » (Нальчик -2001), 10 -ой Международной научно-технической конференции «Состояние и перспективы развития вакумной техники» (Казань, 2001 г.), Международной научно-технической конференции «Тонкие пленки и слоистые структуры» (Москва, 2002 г.), Российской конференции «Приборы и техника ночного видения» (Нальчик, 2002 г.), VI научно-технической конференции «Вакуумная наука и техника с участием зарубежных специалистов» (Гурзуф, 1999 г.) на научных семинарах кафедры

экспериментальной физики и региональном семинаре по физике межфазных явлений в КБГУ

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 14 работах из них три опубликованы в центральных журналах. Список работ приводится в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, выводов, списка литературы и приложения. Она изложена на 135 страницах, имеет 45 рисунков и 20 таблиц.

Во введении обосновываются актуальность работы, формулируется цель и задачи исследования.

В первой главе приводится обзор поверхностных свойств металлических микро и наноструктур граничащих с диэлектрическими покрытиями. Рассмотрены термодинамические методы исследования металлических систем с диэлектрическими покрытиями. Приводится подробный анализ преимуществ и недостатков электронных теорий поверхностных свойств пленок металлов и сплавов, граничащих с диэлектрическими покрытиями.

Во второй главе рассматриваются результаты теоретических исследований влияния диэлектрической среды на поверхностные свойства тонких пленок сплавов щелочных металлов. В первом разделе главы, в рамках МФЭП рассматривается квантово-статистическая теория межфазной энергии тонких пленок сплавов щелочных металлов. Рассматривается зависимость межфазной энергии от ширины зазора между пленкой и диэлектрической средой.

Ш-Б 1Л- 1М+н

• Рис 1. Модель межфазной границы в системе пленка сплава - вакуумный зазор диэлектрическая среда

Модель пленки сплава АхВьх рассматривалась в «желе» приближении. Вследствии эффекта поверхностной сегрегации в пленке сплава, толщиной Ь образуется сегрегационный слой, толщиной В, плотность положительного заряда а, в котором отличается от плотности По положительного заряда в центре пленки (см. рис.1). Пленка сплава граничит с бесконечной диэлектрической средой, которая рассматривается в приближении модели сплошной среды с диэлектрической проницаемостью е. Между пленкой сплава и диэлектрической средой существует вакуумный нанозазор шириной Н.

Межфазная энергия оценивалась в приближении однородного фона по формуле:

в> цо

<т1 = \<р(г)[п„ (2) - Л+ (г)] (к + 2{0.3(3;^Т3|[V''<>) - "Г«] <к +

„....

«

-0.05б|

4/5, ч

п. (*)

0.079 + л_"3(г) 0.079+ иУ3 О)

о п_ (г)

-1/3

С„ (г,) = (2.702 - 0.174гг )10~3, г, =

(2)

Первое слагаемое в (1) - вклад собственной электростатической энергии взаимодействия электронного газа, взаимодействия электронного газа с зарядом "желе" и взаимодействия электронного газа с положительным зарядом адсорбционного слоя, которая зависит от расположения гиббсовой координаты, второе слагаемое - вклад кинетической энергии невзаимодействующего электронного газа; третье - поправка к кинетической энергии на неоднородность тюля Вейщеккера-Киржница; четвертое - вклад энергии обменного взаимодействия в ;

пятое - вклад корреляционного взаимодействия в (У]; шестое - поправка на

нелокальность к обменно-корреляционному взаимодействию, взятому в приближении Гелдарта-Резолта.

Распределение электронной плотности п_(г) на межфазной границе пленка-диэлектрическое покрытие зададавалось в виде пробной функции:

где - гиббсова координата раздела, находится из условия сохранения заряда, р - вариационный параметр минимизирующий межфазную энергию а,, г-координата направленная вдоль оси перпендикулярной пленке. Плотность положительного заряда в центре пленки По находится из условия сохранения числа частиц в пленке:

П; = 1/(4/3 яг/) - плотность частиц в поверхностном слое пленки, П -

электронные плотности 1 и 2 компонентов, х - концентрация.

Распределение электростатического потенциала ср(г) на межфазной границе находилось из уравнения Пуассона, с учетом граничных условий и условий непрерывности <р(г) и <р'(г).

Результаты расчетов межфазной энергии ст, для пленок сплавов эквиатомного состава Иао 5К0 $ и Ы05Сб0 5 толщиной £,=15 ао (где ао - радиус первой боровской орбиты) в зависимости от ширины вакуумного нанозазора представлены на рис.2. При расчетах использовалась атомная система единиц, в которой принято массу электрона т, заряд электрона е и постоянную планка считать равными е=т=/г=1, а расстояние измеряется в боровских радиусах а<>=0,0529нм

(3)

щ = (пЬ / 2 - /?,£>) 1(Ы2-В\

(4)

электронная плотность полубесконечного сплава я = (х/и, +(1 -х)/п2 )-1 ,и, ,п2 -

---1-1-1-1-1-1-1-Т-1-1

О ? А 6 S 10

Рис. 2. Зависимость межфазной энергии пленки сплава, граничащей с диэлектрической средой (е=1.9) от ширины вакуумного зазора между пленкой и диэлектриком: 1 - Nao 5К0 5, 2 - Li0 sCs0 5

Из рис.2 видно, что межфазная энергия возрастает с увеличением ширины вакуумного зазора. При Н>5ао влияние диэлектрической среды на CTj практически не наблюдается. Поэтому можно считать, что при Н>10 ао. , сг, переходит в сумму поверхностных энергий пленки сплава и диэлектрической среды. Так как наименьшее значение ст, получается при Н-»0, то в дальнейших расчетах ширина зазора принималась Н=0

Затем во второй главе рассматривается зависимость межфазной энергии и РВЭ пленок металлических сплавов от диэлектрической проницаемости средыОценка межфазной энергии проводилась также по формуле (1), при Н=0

Оценка РВЭ из пленки в диэлектрическую среду (энергетический барьер) проводилась по формуле полученной с использованием правила сумм.

Ф. = -<p(L/2 — Z3) ——[(o{L/2)-<p(L/2-D)] + S~1 ^ -E{n0), (5) "o 8тп? и0

где qs - плотность электрического заряда на межфазной границе. В начале полагалось, что межфазный заряд отсутствует qs=0. D-толщина сегрегационного слоя в пленке, no-плотность положительного заряда в центре пленки, ^-плотность положительного заряда в поверхностном слое пленки.

Е (По) в формуле (5) - плотность кинетической, обменной и корреляционной энергии.

cp(L/2) и cp(L/2-D)-значения электростатического потенциала cp(z) на межфазной границе пленка сплава-диэлекгрическая среда, при z=L/2 и z=L/2-D

<piL/2-D)^^-e-fZach(.fi(L/2-D))+Cl P

2) e"°cK0L [4n{n, - в, XL / 2 - +C,

C, =Cl-2n{nb-nIXL/2-Df

p 2 2 2 e 2 2

C3 =C4

Расчеты показывают, что с увеличением диэлектрической проницаемости е межфазная энергия а и РВЭ ф плавно снижаются. Это объясняется эффектом «втягивания» электронного распределения из пленки в диэлектрическую среду, что подтверждается тем, что значения вариационного параметра Р ((3=1/1, где 1 длина хвоста электронного распределения вне пленки) уменьшается с увеличением диэлектрической проницаемости среды. Обработка зависимостей а(s) и ф(е) методом наименьших квадратов приводит к зависимостям

ст(е)=А+Ве+Се2 (6)

ф(е)=А*+В*е+С*е2 (7)

Коэффициенты А, В, С, А*, В*, С аппроксимационных полиномов (6) и (7) не зависят от е. Зависимости с(е) и ф(е) можно представить также в виде соотношений

Дст = а + в/е (8)

Дф = а* + в* /е (9)

где Ла=ст0-<т(е), Лф = ф0-ф(е), сг0, ф0 поверхностная энергия и РВЭ

соответственно пленки сплава в отсутствии диэлектрической среды. <j(e), ф(е) межфазная энергия и РВЭ пленки сплава, граничащей с диэлектрической средой. На рис. За,б приводятся зависимости Дст(1/в) и Дф(1/е) для пленки эквиатомного состава Na 0 sKo s- Аналогичные зависимости наблюдаются и для других сплавов. Как видно из рис.За,б зависимости Да и Дф от 1/е строго линейны. Значения коэффициентов а,в,а*,в* приводятся в таблице 1.

Данные по а, и ф, использовались для построения зависимостей Oj от ф, как для сплавов (рис 4), так и чистых щелочных металлов (см. рис.5)

Из рис.4,5 видно, что между и ф, пленок щелочных металлов и их сплавов наблюдается линейная зависимость. Подобные зависимости для чистых массивных металлов установлены в ряде работ, для тонких же пленок, насколько нам известно, зависимости Oj от фj приводятся впервые (см. табл.2).

Из.рис.5 видно, что при переходе от лития к цезию (т.е. возрастанием атомного радиуса) наклон зависимостей ауф^ уменьшается, что согласуется с ранее установленными зависимостями для чистых металлов.

Таким образом оценки с^ и ф^ показывают, что при переходе к нанометровым размерам толщин металлических пленок линейные зависимости между о^ и ф, сохраняются независимо от граничащей с пленкой диэлектрической средой.

Ь=10 а0 , 2 - Ь=15 ао , 3 - Ь=20 ао( а0- боровскнй радиус)

Рисунок 36 Зависимость РВЭ пленки сплава Иа 05К05 от обратного значения диэлектрической проницаемости е"1 среды: 1 - толщина пленки Ь=10 а0, 2 - Ь=15 ао , 3 - Ь=20 ао ( ао - боровский радиус)

Рис.4 Зависимость межфазной энергии а, от РВЭ ф, тонких пленок сплава N3 05К05, толщиной : 1- Ь=10 ао , 2 - Ь=15 ао, 3 - Ь=20 ао

<*,,мДжГм2 600-,

у» V

Рис.5 Зависимость межфазной энергии а, от РВЭ тонких пленок (толщина пленки Ь=15 ао) щелочных металлов : 1- 1л, 2 - Ыа, 3 - К, 4 - Се

Таблица 1 Коэффициенты а,в,а*,в* в уравнениях (8,9)

№ Металл, сплав Толщина пленки, ао а в а* в*

1 Нао,5Ко,5 10 -14.22 14.10 -0.38 0.31

2 Нао.5Ко,5 15 -13.04 12.87 -0.38 0.39

3 Ыао,5Ко,5 20 -12.49 12.40 -0.36 0.37

4 Ь1О,5С5о,5 10 -13.58 13.80 -0.27 0.27

5 Ыо.бСво.з 15 -12.74 12.90 -0.27 0.26

6 1ЛО,5С5О,5 20 -11.76 11.88 -0.25 0.25

7 Као,5С8о,5 10 -11.07 11.10 -0.24 0.24

8 МасуС&у 15 -10.33 10.27 -0.23 0.23

9 Као,5Сзо,5 20 -9.35 9.23 -0.23 0.22

Таблица 2 Коэффициенты А и В зависимости межфазной энергии от РВЭ а/=А+Вф, тонких пленок металлов и сплавов

№ Металл, сплав Толщина пленки, ао А В к

1 и 15 98,67 147,98 0,9980

2 Ыа 15 161,17 83,77 0,9996

3 К 15 125,56 45,03 0,9984

4 Се 15 90,73 34,34 0,9983

5 N80,5*4!,5 10 134,88 57,47 0,9930

6 Ыао,5Ко,5 15 133,22 56,37 0,9989

7 Као,5Ко,5 20 134,00 54,94 0,9988

В заключительной части второй главы, рассматривается межфазная энергия тонких пленок сплавов на границе с диэлектрическими средами.

В пленке толщиной Ь образуется сегрегационные слои толщиной Д со стороны 1 диэлектрика и толщиной £>2 со стороны 2 диэлектрика, плотность положительного заряда пл и пз2 в которых отличается от плотности положительного заряда по в центре пленки (см. рис.6)

п+М

пв2

п0

:■*! •:

ш

\J2-0-,

Ц2-01

Ц2

Рис.6 Модель межфазной границы в системе диэлектрик «1» - пленка сплава - диэлектрик «2»

Функцию и.(г), характеризующую распределение электронной плотности, зададим в виде:

[1 - А, ехр ехр(-Дг)],-г02 <2<1СХ

Дехр(-Дг), г>1сх (10)

В2схх < -гс1

где рь р2- вариационные параметры, минимизирующие межфазную энергию и зависящие от диэлектрической проницаемости среды. Аь А2, Вь В2 в уравнении (10) находим из условия непрерывности л.(г) и л.(г), Ъ<$и2<ъг -координаты гиббсовых границ раздела.

Функцию ф(г), характеризующую распределение электростатического потенциала на межфазной границе, находим из уравнения Пуассона

Ф

(И)

IЪ.2 ехв{? - Ь/2)+е2б{- г - И2)+в(Ы2- г)в{Ы2 + г)

с учетом граничных условий и условий непрерывности <р и ср'. В уравнении (11) п+(г) - функция, характеризующая ступенчатое распределение плотности положительного заряда, в (г) - функция Хэвисайда.

Межфазную энергию оценивали также в приближении однородного,™ процедура вычислений включала минимизацию межфазной энергии путем варьирования по двум параметрам Р) и р2 с шагом 0,001. Результаты вычислений межфазной энергии о) (мДж/м2) пленок щелочных металлов толщиной ¿=10 а0 на границе с различными диэлектрическими средами представлены в таблице 3.

Таблица 3. Межфазная энергия тонких металлических пленок на границе с

Диэлектрическая а,,мДж/м2

проницаемость

£1 Ыа К Нао5Ко5

1 415 249 291

1 2 406 246 291

3.75 401 244 283

2 395 243 281

2 3.75 389 241 278

Как видно из таблицы 3 значения поверхностной энергии для пленок № и К 415 мДж/м2 и 249 мДж/м2 соответственно, что выше значений поверхностной энергии полубесконечных металлов. Это объясняется тем, что с уменьшением толщины пленок поверхностная энергия возрастает. Рост диэлектрической проницаемости пленок приводит к снижению межфазной энергии как металлов, так и сплавов на 2-3-%. Оценки показывают, что при б!>е2 плотность положительного заряда в сегрегационном слое ич2> пл , а толщина сегрегационного слоя <А Это связано с различием поверхностной концентрации компонентов на межфазных границах. А именно поверхностная концентрация натрия (компонента с меньшим атомным радиусом) меньше на той стороне пленки, которая граничит с диэлектрической средой с меньшей диэлектрической проницаемостью.

В заключении второго раздела приводятся данные о размерной зависимости межфазной энергии пленок сплавов АЬ-1л.

В третьей главе изучается влияние субмонослойных диэлектрических покрытий на поверхностные свойства тонких пленок металлических сплавов

НахК,.х, 1лхС5,.х, ЫахС51.х

В первой части главы приводятся данные по влиянию субмонослойных диэлектрических покрытий на размерные эффекты межфазной энергии и РВЭ

В ряде работ показано, что адсорбированные и нанесенные на металлические сплавы диэлектрические пленки могут существенно изменять их межфазные характеристики, в первую очередь вследствие, так называемой, индуцированной поверхностной сегрегации. Однако ранее модель сплава представлялась в виде полубесконечной среды. Влияние же диэлектрических покрытий на межфазные характеристики тонких пленок металлических сплавов в литературе, изучено недостаточно.

Для изучения влияния диэлектрических покрытий на межфазные характеристики тонких пленок бинарных металлических сплавов рассмотрим межфазную границу. Пленка сплава толщиной Ь - субмонослойное диэлектрическое покрытие толщиной Н и с диэлектрической проницаемостью е.

Распределение электронной плотности в пленке зададим в виде (3).

Гиббсова координата 2а находится из условия сохранения заряда, которое для данного случая запишется в виде:

чи

где дз1 и дз2 - поверхностные плотности зарядов на границе пленка сплава -диэлектрическое покрытие и диэлектрическое покрытие - вакуум соответственно.

Из уравнения Пуассона

£Ф=_оо-*+(?)]_

¿г2 [ев{2-Ш)в{Ы2 + Н-2)+в(И2~2)+в(<г-И2 + Н)}

с учетом распределения положительного заряда и распределения электронной плотности (3), а также граничных условий и условий непрерывности электростатического потенциала <р(г) и <р'(2) на границе раздела фаз находим распределение потенциала. Вычисление поверхностной энергии в модели однородного фона проведем по формуле (1) Процедура минимизации о, по р и х„ проводится вначале при заданных е=1, (^=0 с целью тестирования результатов. Затем, варьируя р и х, при заданных е, меняя находим а]. В расчетах вначале полагали, что межфазный заряд отсутствовал (ц,гО) и диэлектрическая проницаемость адсорбата зависела от степени покрытия г|

(*-1)(1+2.156?)+3 , (15)

- 1)(1 + 0.8434^)+ 3

где е - макроскопическая диэлектрическая проницаемость. Показано что, зависимости ст,(Н) удовлетворительно описываются уравнением

1п сг,=А+В/Н (16)

Коэффициенты А и В уравнения (16) найденные методом наименьших квадратов, а

также соответствующие коэффициенты корреляции представлены в табл. 5.

Из табл. 4 видно, что с увеличением степени покрытия наклон прямых этих

зависимостей увеличивается.

Таблица 4. Коэффициенты А, В, в уравнении

е А В г

0.2 5.6110 0.0087 0.9999

0.4 5.6070 0.0099 0.9977

0.6 5.6025 0.0125 0.9968

0.8 5.5970 0.0150 0.9987

1 5.5837 0.0162 0.9976

Расчеты показывают, что межфазная энергия зависит от толщины металлических пленок, зависимости о,(Ь) удовлетворительно аппроксимируется формулой: (ту(/.)/сг„ =ехр(2<5/£). Коэффициенты а« и 6, находились методом

наименьших квадратов. Значения 5 оказались равными от 0,31 до 0,35 ао. Причем с увеличением диэлектрической проницаемости в значение 5 уменьшается Так как при Ь>10 а.е. значение 8«Ь, то в разложении экспоненты в ряд можно ограничиться вторым слагаемым. Тогда получаем формулу: (Ь) = а„(1 + 25 / Ь),

аналогичную формуле Толмена, но в нашем случае 5>0, т.е. для пленок при Т=0 К, ход кривой <ту(£) отличается от размерной зависимости ПЭ для жидких микрокапель, что согласуется с данными Алымова М.И., Шоршорова М.Х. (Известия АН. Металлы.-1999, №2, с.29) Отметим также, что значения вариационного параметра р с уменьшением толшины пленки возрастают, это означает, что электронное распределение вне пленки уменьшается, что и приводит к росту межфазной энергии.

Подобная размерная зависимость поверхностной энергии обнаруживается также в некоторых работах при изучении в рамках электронных теорий размерных эффектов поверхностной энергии наночастиц и нанонитей щелочных металлов (см. например. гаЬа1а К, Ршка МЛ., №етшеп КМ. РЬуз.Иеу. В. 1999, у.59, №19, с. 12652).

На рис. 7.а и 7.6 представлены концентрационные зависимости межфазной энергии пленки и работа выхода электрона системы Иа-К толщиной £=10 а.е., граничащие с диэлектрическим покрытием (вакуум е=1. бензин е=1.9, вода е=81) толщиной 10 ао Из рисунков видно, что с увеличением концентрации натрия поверхностная энергия и работа выхода возрастают. Зависимости ст/х), ф/х) нелинейны, не содержат минимумов и откланяются от аддитивной зависимости Обработка концентрационных зависимостей о} и ф, методом наименьших квадратов, показала, что эти зависимости можно описать уравнениями

ст,(х)=А+Вх+Сх2 (17)

ф/х)=А'+В'х+С"х2 (18)

Из рис. 7а, 76 видно, что вычисленные нами значения о, и фл несколько выше экспериментальных данных, как вследствие размерного эффекта МЭ и РВЭ, так и вследствие того, что расчеты проводились при Т=0 К. Однако качественное согласие имеется. Дифференцируя зависимости ст, (х) по х были получены значения поверхностной активности (да / дх)х_,0 в системах ЫаК, 1ЛСв, ЫаСв

Рис. 7. а. Концентрационная зависимость межфазной энергии на границе пленка сплава Иа-К (толщиной 1=10 а0) - диэлектрическое покрытие (толщиной Н= 1 а.е.): 1 - 6=1; 2 - б=1.9; 3 - е=81, 4 - экспериментальные данные (Осико Т.П., Алчагиров Б.Б. ТВТ, 1987, т.25, №4, с.809) для жидких сплавов Ыа-КприТ=333 К Рис. 7.6. Концентрационная зависимость работы выхода электрона на границе пленка сплава Ыа-К (толщиной ¿=10 - диэлектрическое покрытие (толщиной Н= 1 а.е.): 1 - е=1; 2 - е=1.9; 3 - е=81, 4 - экспериментальные данные (Алчагиров Б.Б., Лазарев В.Б., Хоконов Х.Б. Обзоры по теплофизическим свойствам веществ. М.:ИВТАН, 1989, №5 (79),с.79) по РВЭ жидких сплавов Иа-К при Т=373 К

Затем в главе 3 рассмотрено влияние поляризации субмонослойных диэлектрических покрытий на МЭ и РВЭ сплавов щелочных металлов При адсорбции полярных атомов на металлических поверхностях или же поляризации адатомов за счет сил притяжения, действующих со стороны поверхности, существенное влияние на поверхностные свойства оказывает ориентация диполей и степень поляризации адатомов (молекул).

В настоящей работе в приближении однородного фона, проводятся оценки межфазной энергии на границе тонкая пленка сплава щелочных металлов -субмонослойное диэлектрическое покрытие в функции от толщины пленки и ориентации диполей. Результаты модельных расчетов показаны на рис.8 для случая адсорбции паров бензина (е=1.9) на поверхности пленки сплава натрий-калий эквиатомного состава, толщиной Ь. Из рис.8, видно, что межфазная энергия зависит от ориентации диполей.

280 —

240

-3

Ц

1-1-1-1-Г

10 12 14 16 18 20

Рисунок 8 . Зависимость межфазной энергии от толщины пленки сплава Ыао5Ко5,:1-Я1=-0.0005^2=0.0005; 2- д1=0.0005 а.е.^2=-0.()005 а.е; 3-^=0^2=0

ql, q2-плoтнocти межфазного заряда на границе пленка-покрытие, покрытие-вакуум соответственно.

При ориентации диполей отрицательным полюсом к поверхности сплава межфазная энергия больше, и наоборот при ориентации диполей положительным полюсом к поверхности межфазная энергия меньше и поэтому энергетически более предпочтительна.

Выводы

1. В рамках МФЭП в приближении однородного фона произведены оценки межфазной энергии и РВЭ тонких пленок сплавов щелочных металлов, храничащих с диэлектрической средой. Установлены зависимости межфазной энергии и РВЭ от диэлектрической проницаемости среды е, которые можно описать полиномами 2-й степени, или же представить в виде линейных зависимостей Да и Дф от е'1 (где Да = а0-а(е), Аф = ф0 - ф(е), а0, фо

поверхностная энергия и РВЭ пленки сплава соответственно в отсутствии диэлектрической среды)

2. Показано, что с уменьшением ширины зазора между металлической пленкой и диэлектрической средой межфазная энергия понижается и в отсутствии зазора достигает минимального значения.

3. Проведены оценки межфазной энергии и РВЭ тонких пленок сплавов НахКЬх, ЫхСвьх,, КахС5ьч во всем концентрационном интервале. Показано, что концентрационные зависимости межфазной энергии и РВЭ нелинейны, не

содержат минимумов и отклоняются от аддитивной зависимости. Найдены поверхностные активности (¿fo/ftc) в этих пленках.

4. Показано, что с увеличением степени покрытия межфазная энергия и РВЭ в отсутствии межфазного заряда понижаются. При этом 1п(ст,) прямопропорциональны обратному значению толщины субмонослойного диэлектрического покрытия (1/Н). С увеличением стенени покрытия наклон прямых этих зависимостей увеличивается.

5. Установлено, что при наличии межфазного заряда на границе пленка сплава -диэлектрическое покрытие, значения межфазной энергии и РВЭ существенно меняются. Установлено, что зависимости a,(qs) и <j>,(qs) близки к параболическим. При наличии положительного заряда действие диэлектрической среды на поверхностные свойства проявляются более существенно, чем при наличии отрицательного межфазного заряда.

6. Установлено, что между межфазной энергии и РВЭ тонких металлических пленок и их сплавов сохраняются линейные зависимости при переходе к нанометровым размерам толщин металлических пленок, независимо от граничащей с пленкой диэлектрической среды. При переходе от литиевых пленок к цезиевым (т.е. с возрастанием атомного радиуса металла) наклон зависимостей уменьшается, что согласуется с ранее установленными зависимостями для макроскопических металлов.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Созаев В.А., Чернышова P.A. Межфазная энергия и работа выхода на границах раздела «тонкие пленки сплавов щелочных металлов - диэлектрик»// Письма в ЖТФ, 2003, т.29,в.2, с.62-69

2. Созаев В.А., Чернышова P.A. Влияние нанозазоров на межфазную энергию тонких пленок н границе с диэлектрической средой/ Известия ВУЗов, СевероКавказский регион. Естественные науки. Приложение, 2003, №1, с.41-44

3. Мамбетов А.Х., Созаев В.А., Чернышова P.A. Зависимость межфазной энергии от плотности заряда на межфазной границе пленка сплава-субмонослойное диэлектрическое покрытие //Адгезия расплавов и пайка материалов, 2002, №35, с.92-95

4. Мамбетов А.Х. Созаев В.А., Чернышова P.A. Влияние межфазного заряда на поверхностную энергию тонких пленок сплавов щелочных металлов с субмонослойными диэлектрическими покрытиями //Сб. докладов 12-го Международного симпозиума "Тонкие пленки в электронике" (ISTFE-12) Тонкие пленки в электронике Харьков, ИПЦ "Контракт" 2001-С.255-256

5. 2.Созаев В.А., Яганов Д.В. Чернышова P.A. Влияние субмонослойных диэлектрических покрытий на поверхностную энергию тонких пленок бинарных сплавов натрий-калий //Материалы VI научно-технической конференции с участием зарубежных специалистов. "Вакуумная наука и техника". Гурзуф. 21-27 сентября 1999. М.: МГиЭМ, 1999. С.111-115

6. Мамбетов А.Х. Созаев В.А., Чернышова P.A. Зависимость межфазной энергии и работы выхода электрона от плотности заряда на границе пленка сплава субмонослойное диэлектрическое покрытие/Материалы Второго Международного симпозиума "Фазовые превращения в твердых растворах и сплавах" ОМА-II г. Сочи 2001, 190-193

7. Мамбетов А.Х. Созаев В.А.,Чернов В.В., Чернышова Р.А.Яганов Д.В. Поверхностные свойства низкоразмерных металлических систем с субмонослойными диэлектрическими покрытиями//Тезисы 10-ой международной научно-технической конференции "Состояние и перспективы развития вакуумной техники" Вакуум-2001 Казань, 2001,-с.152-156

8. Кашежев А.З., Мамбетов А.Х. Созаев В.А. Чернышова P.A. Поверхностные свойства бинарных сплавов щелочных металлов/ЛГруды международного семинара "Теплофизические свойства веществ" Нальчик: КБГУ 2001. С.225-238

9. Мамбетов А.Х. Созаев В.А., Зависимость работы выхода электрона от плотности заряда на границе пленка сплава-субмонослойное диэлектрическое покрытие/ЛВестник КБГУ сер. Физические науки .Нальчик: КБГУ,-2001, Вып.6, с. 13-14

10. Чернов В.В., Созаев В.А., Чернышова P.A. Яганов Д.В. Размерная зависимость поверхностной энергии тонких пленок бинарных сплавов щелочных металлов с субмонослойными диэлектрическими покрытиями //Вестник КБГУ, сер. физические науки. Нальчик: КБГУ, 2000, вып. 4. с. 20-23

11. .Созаев В.А., Чернышова P.A. Влияние вакуумных нанозазоров на межфазную энергию тонких пленок сплавов на границе с диэлектрической средой/ Материалы 9 научно-технической конференции «Вакуумная наука и техника» М.:МГИЭМ, 2002, с.238-241

12. Созаев В.А., Чернышова P.A. Влияние диэлектрической среды на межфазную энергию и работу выхода электрона металлических микро- и нанострукгур/Труды Международной научно-технической конференции «Тонкие пленки и слоистые структуры» М.:МГИРЭА, 2002, с. 120-123

13. Созаев В.А., Чернышова P.A. Влияние поляризации субмонослойных диэлектрических покрытий на межфазную энергию тонких пленок сплавов натрий-калий/Тезисы Российской конференции "Приборы и техника ночного видения». Нальчик: КБГУ, 2002, с.73

14. Созаев В.А., Чернышова P.A., Яганов Д.В. Межфазная энергия тонких пленок сплавов щелочных металлов на границе с диэлектрическими средами//Вестник КБГУ, сер. Физические науки. Нальчик:, КБГУ, 2002, вып.№7, с.21-24

ЛР № 040940 от 04.02.1999

Формат 84x108'/,;. Усл.печ.л. 1.0 Бумага офсетная Тираж НЮ экз. Заказ № 20

Издательство КБНЦ РАН 360000, г. Нальчик, ул И Арманд, 37"а". тел. 42-65-42

lÖQO^

#12 5 0 4

 
Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Чернышова, Рената Александровна

Введение

1. Современное состояние исследований поверхностных свойств металлических систем граничащих с диэлектрической средой

1.1 Некоторые экспериментальные данные по поверхностным свойствам щелочных металлов и сплавов на их основе

1.2 Термодинамика поверхностных свойств металлических систем

1.2.1 Размерные эффекты поверхностных свойств

1.2.2 Влияние диэлектрических покрытий на поверхностные свойства полубесконечных металлических систем

1.2.3 Кинетика адсорбции и поверхностные свойства металлических систем

1.3 Электронные теории влияния диэлектрической среды на поверхностные свойства металлов и сплавов

1.4 Эффект поверхностной сегрегации в наноструктурах металлических сплавов и его влияние на поверхностные свойства

2. Влияние диэлектрической среды на поверхностные свойства тонких пленок сплавов щелочных металлов

2.1 Зависимость межфазной энергии тонких пленок сплавов щелочных металлов от ширины зазора между пленкой и диэлектрической средой.

2.2 Зависимость межфазной энергии и работы выхода электрона тонких пленок сплавов щелочных металлов от диэлектрической проницаемости среды

2.3 Взаимосвязь между межфазной энергией и РВЭ тонких пленок сплавов щелочных металлов граничащих с диэлектрической средой.

2.4 Межфазная энергия тонких пленок щелочных металлов на границе с разными диэлектрическими средами

2.5 Поверхностная и межфазная энергия тонких пленок сплавов алюминий-литий

3. Влияние субмонослойных диэлектрических покрытий на поверхностные свойства тонких пленок металлических сплавов

3.1 Зависимость поверхностной энергии и работы выхода электрона тонких пленок бинарных сплавов щелочных металлов от толщины субмонослойных диэлектрических покрытий

3.2Концентрационные зависимости поверхностной сегрегации, поверхностной энергии и работы выхода электрона тонких пленок щелочных металлов

3.3 Зависимость межфазной энергии от плотности заряда на границе пленка сплава -диэлектрическое покрытие

3.4 Зависимость работы выхода электрона от плотности заряда на границе пленка сплава -диэлектрическое покрытие

3.5 Влияние поляризации диэлектрических покрытий на межфазную энергию и РВЭ сплавов щелочных металлов.

 
Введение диссертация по физике, на тему "Влияние диэлектрических покрытий на межфазную энергию и работу выхода электрона тонких пленок металлических сплавов"

Актуальность темы. В связи с развитием микро- и наноэлектроники, разработкой новых катализаторов, стабилизирующих сред для высокоактивных металлических наноструктур, систем металлизации полупроводников и керамик требуются более полные и точные знания о поверхностных свойствах тонких металлических пленок и в первую очередь знания фундаментальных свойств поверхности: поверхностной (межфазной) энергии (ПЭ) и работы выхода электрона (РВЭ). Экспериментальное изучение подобных свойств весьма сложная задача, так как пленки должны находиться на подложках, взаимодействие с которыми может существенно изменить поверхностные свойства пленок. Кроме того при переходе к нанометровым толщинам пленок начинают проявляться размерные эффекты ПЭ и РВЭ. В этой связи большую роль приобретают теоретические оценки поверхностных свойств. Разработанные в литературе методы оценки поверхностных свойств касаются, как правило, пленок чистых металлов, а пленки металлических сплавов изучаются гораздо реже. Еще меньше работ, где изучается влияние диэлектрической среды на ПЭ и РВЭ пленок металлических сплавов.

При переходе к нанообъектам применение ряда соотношений, полученных в теории поверхностных явлений для макросистем затруднительно. Поэтому в последнее время предпринимаются попытки развития теории нанообъектов различными методами: путем модернизации термодинамики поверхностных явлений, модифицирования электронных теорий , развития метода молекулярной динамики. Эти исследования указывают на определяющую роль поверхностных явлений в формировании физико -химических свойств и эффективности электронных теорий в предсказании поверхностных свойств нанообъектов и наносистем. Одним из эффективных методов изучения межфазных границ металлическая пленка - диэлектрик является метод функционала электронной плотности (МФЭП).

Цель работы. - Изучить в рамках метода функционала электронной плотности закономерности влияния диэлектрической среды (субмонослойных диэлектрических покрытий) на поверхностную энергию, РВЭ тонких пленок металлических сплавов с учетом поверхностной сегрегации.

В рамках поставленной цели решались следующие задачи:

1. Установить зависимости межфазной энергии тонких пленок сплавов щелочных металлов от диэлектрической проницаемости и ширины зазора между пленкой и средой.

2. Выявить размерные зависимости поверхностной (межфазной) энергии и РВЭ пленок сплавов щелочных металлов, а также А1-1Л сплавов.

3. Установить концентрационные зависимости ПЭ и РВЭ тонких пленок металлических сплавов ЫаК, ГлСэ, МаСэ

4. Установить зависимости межфазной энергии и РВЭ тонких пленок сплавов щелочных металлов от толщины и степени диэлектрических покрытий.

5. Установить взаимосвязь между межфазной энергии и РВЭ в диэлектрическую среду (энергетическим барьером) тонких пленок сплавов щелочных металлов, граничащих с диэлектрической средой.

6. Выявить влияние межфазного заряда на межфазную энергию и РВЭ пленок сплавов щелочных металлов, граничащих с диэлектрической средой.

Научная новизна.

1. Установлена зависимость межфазной энергии тонких пленок сплавов щелочных металлов от ширины зазора между пленкой и диэлектрической средой. Показано, что минимальные значения межфазной энергии достигаются в отсутствии вакуумного зазора.

2. Впервые в рамках МФЭП, в приближении однородного фона, оценены межфазная энергия ^ и РВЭ <1^ тонких пленок сплавов ШХК1Х, 1лхС81х, №хСз1.х, А1х1л1„хв зависимости от диэлектрической проницаемости е среды и толщины пленок. Показано, что с увеличением диэлектрической проницаемости межфазная энергия и РВЭ убывают. Зависимости о^(е) и Ф)(е)можно аппроксимировать полиномами второй степени или же представить в виде линейных зависимостей Да и Аф от г'1 (где

Аа = ст0 -с(е), Аф = ф0 ~Ф(б), ст0, фо поверхностная энергия и РВЭ пленки сплава соответственно в отсутствии диэлектрической среды).

3. Установлены концентрационные зависимости поверхностной энергии и РВЭ тонких металлических пленок ЫаК, ЫСв, ИаСв, по которым оценена поверхностная активность (дст/дх)х>о в этих пленках.

4. Выявлены закономерности влияния степени покрытия на ПЭ и РВЭ тонких пленок. Показано, что с увеличением степени покрытия, в отсутствии межфазного заряда, ПЭ и РВЭ понижаются.

5. Выявлены закономерности влияния плотности межфазного заряда qs на ПЭ о} и РВЭ фз тонких пленок на границе с диэлектрическим покрытием. Показано, что зависимости ст^) ф, близки к параболическим.

6. Установлена взаимосвязь между межфазной энергией и РВЭ в диэлектрическую среду. Показано, что при переходе к нанометровым размерам толщин металлических пленок линейные зависимости между а} и ф| , сохраняются независимо от граничащей с пленкой диэлектрической среды.

Практическая ценность результатов.

Полученные соотношения и установленные закономерности для межфазной энергии и РВЭ тонких пленок могут быть использованы при разработке элементной базы изделий микро и наноэлектроники. Отдельные результаты НИР использовались при чтении спецкурса «Метод функционала электронной плотности в физике поверхности», читаемый на физическом факультете КБГУ, при выполнении дипломных работ.

Основные положения выносимые на защиту.

1. Вычисленные в рамках МФЭП, в приближении однородного фона, значения межфазной энергии и РВЭ тонких пленок сплавов МахК1х, 1лхС81.х, А1х1л1„х в зависимости от диэлектрической проницаемости среды и толщины пленок.

2. Зависимости межфазной энергии тонких пленок сплавов щелочных металлов от ширины зазора между пленкой и диэлектрической средой.

3. Концентрационные зависимости межфазной энергии и РВЭ тонких металлических пленок ЫаК, ЫСв, КаСв, значения поверхностной активности (дс/дх)х-+о в этих пленках.

4. Закономерности влияния степени субмонослойных диэлектрических покрытий на ПЭ и РВЭ тонких пленок сплавов щелочных металлов

5. Закономерности влияния плотности межфазного заряда на межфазную энергию <3 и РВЭ ф; тонких пленок на границе с диэлектрическим покрытием.

6. Выявленные закономерности, согласно которым при переходе к нанометровым размерам толщин металлических пленок линейные зависимости между о} и , сохраняются независимо от граничащей с пленкой диэлектрической среды.

Степень обоснованности научных положений, выводов, сформулированных в диссертации подтверждается согласованностью полученных результатов и следствий из них с известными литературными теоретическими и экспериментальными данными.

Личный вклад автора. Задачи по исследованию влияния диэлектрической среды (диэлектрических покрытий) на поверхностные свойства сплавов щелочных металлов были поставлены научным руководителем Созаевым В.А. Теоретические выкладки, анализ полученных соотношений, разработка компьютерных программ, вычисления выполнены лично автором.

Апробация работы. Основное результаты диссертации докладывалось на 7-м международном симпозиуме «Чистые пленки» (15РМ) (Харьков, 2001), 9-ой научно-техническая конференции «Вакуумная наука и техника» (Судак, 2002), 2-м Международном симпозиуме «Фазовые превращения в твердых растворах и сплавах» ОМА-2 (Лазаревское, 2001г.), международном семинаре «Теплофизические свойства веществ » (Нальчик -2001), 10 -ой Международной научно-технической конференции «Состояние и перспективы развития вакумной техники» (Казань, 2001 г.), Международной научно-технической конференции «Тонкие пленки и слоистые структуры» (Москва, 2002 г.), Российской конференции «Приборы и техника ночного видения» (Нальчик, 2002 г.), VI научно-технической конференции «Вакуумная наука и техника с участием зарубежных специалистов» (Гурзуф, 1999 г.) на научных семинарах кафедры экспериментальной физики и региональном семинаре по физике межфазных явлений в ЬСБГУ

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 14 работах из них три опубликованы в центральных журналах. Список работ приводится в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, выводов, списка литературы и приложения. Она изложена на 135 страницах, имеет 45 рисунков и 20 таблиц.

 
Заключение диссертации по теме "Физика конденсированного состояния"

Выводы и заключение

1. В рамках МФЭП в приближении однородного фона произведены оценки межфазной энергии и РВЭ тонких пленок сплавов щелочных металлов, граничащих с диэлектрической средой. Установлены зависимости межфазной энергии и РВЭ от диэлектрической проницаемости среды е, которые можно описать полиномами 2-й степени, или же представить в виде линейных зависимостей Дст и Дф от е"1 (где Да = ст0-ст(е), Дф = ф0-ф(е), сто, фо поверхностная энергия и РВЭ пленки сплава соответственно в отсутствии диэлектрической среды)

2. Показано, что с уменьшением ширины зазора между металлической пленкой и диэлектрической средой межфазная энергия понижается и в отсутствии зазора достигает минимального значения.

3. Проведены оценки межфазной энергии и РВЭ тонких пленок сплавов NaxKi. х, LixCsi.x„ NaxCsi-x во всем концентрационном интервале. Показано, что концентрационные зависимости межфазной энергии и РВЭ нелинейны, не содержат минимумов и отклоняются от аддитивной зависимости. Найдены поверхностные активности (5а/5х)х>0 в этих пленках.

4. Показано, что с увеличением степени покрытия межфазная энергия и РВЭ в отсутствии межфазного заряда понижаются. При этом ln(Oj) прямопропорциональны обратному значению толщины субмонослойного диэлектрического покрытия (1/Н). С увеличением стенени покрытия наклон прямых этих зависимостей увеличивается.

5. Установлено, что при наличии межфазного заряда на границе пленка сплава - диэлектрическое покрытие, значения межфазной энергии и РВЭ существенно меняются. Установлено, что зависимости Oj(qs) и ф^) близки к параболическим. При наличии положительного заряда действие диэлектрической среды на поверхностные свойства проявляются более существенно, чем при наличии отрицательного межфазного заряда.

6. Установлено, что между межфазной энергии и РВЭ тонких металлических пленок и их сплавов сохраняются линейные зависимости при переходе к нанометровым размерам толщин металлических пленок, независимо от граничащей с пленкой диэлектрической среды. При переходе от литиевых пленок к цезиевым (т.е. с возрастанием атомного радиуса металла) наклон зависимостей ст/фц) уменьшается, что согласуется с ранее установленными зависимостями для макроскопических металлов.

В заключении выражаю благодарность научному руководителю проф. Созаеву В.А. за постановку задачи и повседневное внимание к работе, моим соавторам публикаций проф. Ахкубекову A.A., н.с. Яганову Д.В., Чернову В.В., Кашежеву А.З, а также проф. Гуфану Ю.В. за ценные указания при обсуждении работы.

 
Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Чернышова, Рената Александровна, Нальчик

1. Zhang Zhibo Processing and characterisation of single crystalline ultrathin bismuth nanowires / D. Gekhtman, M. Dresselhaus, J.Y. Ying // Chem. Mater-1999.-V. 11, №7.- P. 1659-1665.

2. Богомолов B.H. Жидкости в ультратонких каналах // УФН.- 1978 Т. 124, № 1.-С. 171-182.

3. Богомолов В.Н. Поверхностное натяжение и капиллярные эффекты в ультратонких каналах // Поверхность.- 1992-№9.-С. 136-141.

4. Bogomolov V.N. Capillary phenomena in extremely thin zeolite channels and metal dielectric interaction // Phys. Rev. В.- 1995 - V. 51, № 23 - P. 1704017045.

5. Борман В.Д. Исследования перколяционного перехода в системе несмачивающая жидкость нанопористое тело / В.Д. Борман, A.M. Грехов, В.И. Троян // ЖЭТФ - 2000.- Т. 118, В 1(7).-С. 193-196.

6. Неволин В.К. Двухэлементные электроды наноэлектроники на основе квантовых проводов // Микроэлектроника 1999.- Т. 28, № 4 - С. 293-300.

7. Дедков Г.В. Микроэлектроника и пучковая технология на основе фуллереновых нанотрубок / Г.В. Дедков, Б.С. Карамурзов // Поверхность-2001.-№4.-С. 57-65.

8. Zabala N. Electronic structure of cylindrical simple metal nanowires in the stabilized jellium model / N. Zabala, M.J. Puska, R.M. Nieminen // Phys. Rev. В.-1999.- V. 59, № 19.- P 12652 - 12660.

9. Смогунов A.H. Электронная структура и поляризуемость квантовых металлических нитей / А.Н. Смогунов, Л.И. Куркина, О.В. Фарберович // ФТТ.-2000.-Т. 42, В. 10.-С. 1848-1856.

10. Ю.Созаев В.А. Влияние диэлектрической среды на поверхностные свойства тонких металлических нитей / В.А. Созаев, В.В. Чернов, Д.В. Яганов // Труды XI межнационального совещания «Радиационная физика твердого тела». Севастополь, С. 117-122.

11. П.Ролдугин В.И. Квантоворазмерные металлические коллоидные системы // Успехи химии 2000.- № 69 (10).- С. 899-923.

12. Сумм Б.Д. Объекты и методы коллоидной химии в нанохимии / Б.Д. Сумм, Н.И. Иванова // Успехи химии.- 2000.- № 69 (11).- С. 995-1008.

13. Гусев А.И. Эффекты нанокристаллического состояния в компактных металлах и соединениях // Успехи физических наук 1998 - Т. 168, № 1 - С. 55-83.

14. Логосов В.В. Теоретическое исследование свойств многоатомных комплексов с поверхностью значительной кривизны: кластеры, вакансии / Автореф. на соискание уч. ст. доктора физ. мат. наук. Москва.- 1997.-41 с.

15. Яганов Д.В. Влияние диэлектрической среды на межфазные характеристики низкоразмерных металлических систем / Автореф. на соискание уч. ст. канд. физ. мат. наук. Нальчик. КБГУ- 2001.- 19 с.

16. Нагаев Э.Л. Малые металлические частицы // УФН.- 1992 Т. 162, № 9- С. 49-121.

17. Байдаков В.Г. Новое приближение в размерной зависимости поверхностного натяжения / В.Г. Байдаков, В.Ш. Болтачев // Доклады РАН 1998 - Т. 3, № 6.- С. 753-756.

18. Бы ков Т.В. Поверхностное натяжение, длина Толмена и эффективная константа жесткости поверхностного слоя капли с большим радиусом кривизны / Т.В. Быков, А.К. Щекин // Неорганические материалы.- 1999.- Т. 35, №6.- С. 758-763.

19. Johnson W.C. Interfacial stress, interfacial energy and phaseequilibria in binary alloys / W.C. Johnson, P.W. Voorhees // J. Statist. Phys.-2000 V. 95, № 5-6.-P. 1281-1309.

20. Kiejna A. On the temperature dependence of the ionization potential of self -compressed solid and liquid metallic clusters / A. Kiejna, V.V. Pogosov // J. Phys. Condens. Matter.- 1996.- V. 8,- P. 4245-4257.

21. Иванов B.K. Оптимизированная модель «желе» для металлических кластеров / В. К. Иванов, В.А. Харченко, А.Н. Игнатов, М.Л. Жижин // Письма в ЖЭТФ.- 1994.-Т. 60, № 5.- С. 345-351.

22. Ballone P. Temperature and segregation effects in alkali metal microclusters from ab - initio molecular dynamic simulations / P. Ballone, W. Andreoni, M. Parrinello // Europhysic Letters.- 1989.- V. 8(1).- P. 73-78.

23. Khanra Balal C. Role of adsorption on surface composition of Pd Cu nanoparticles / C. Khandra Balal, M. Menon // Physica В.- 1999 - V. 270, № 3-4.-P. 307-312.

24. Горелик Г.Е. Почему пространство трехмерно? М.: Наука, 1982.

25. Дриц М.Е., Зусман JI.JI. Сплавы щелочных металлов и щелочно-земельных металлов. Справочник. М.: Металлургия, 1986.248 с.

26. Алчагиров Б.Б. Поверхностное натяжение щелочных металлов с их участием//Обзоры по теплофизическим свойствам веществ. М.:ИВТАН СССР, 1991, №3(89), №4 (90), с.1-178

27. Шебзухов А.А., Осико Т.П., Кожокова Ф.М., Мозговой A.M. Поверхностное натяжение жидких щелочных металлов и их сплавов//Обзоры по теплофизическим свойствам веществ. М.: ИВТАН СССР, 1981, №5 (31). С. 1142

28. Алчагиров Б.Б., Лазарев В.Б., Хоконов Х.Б. Работа выхода электрона щелочных металлов и сплавов с их участием// Обзоры по теплофизическим свойствам веществ. М.: ИВТАН СССР, 1989, №5 (79). С.79-148

29. Попель С.И. Поверхностные явления в расплавах. М.: Металлургия. 1994432 с.

30. Ибрагимов Х.И., Корольков В.А. Работа выхода электрона в физико-химических исследованиях. М.: Интермет инжиниринг, 2002. 526 с.

31. Архестов Р.Х. Поверхностные свойства растворов тройной системы натрий-цезий-калий. Автореферат дисс. к.ф.м.н. Нальчик:КБГУ, 2001,22 с.

32. Алчагиров Б.Б„ Шнитко Т.Н., Куршев О.И., Архестов Р.Х. Температурная зависимость работы выхода электрона лития в твердом состоянии./В сб. Физика и технология поверхности.-Нальчик: КБГУ. 1990. СЛ 17-122.

33. Алчагиров Б.Б., Архестов Р.Х. О температурной зависимости работы выхода электрона сплавов натрия с цезием // Изв. АН СССР. Серия физическая. 1991. Т.55. №12. С.2468-2471.

34. Алчагиров Б.Б., Архестов Р.Х. Температурная зависимость поверхностного натяжения натрия, калия, рубидия и цезия // Известия Сев. Кав. Научн. центра Высшей школы. Сер. естеств. наук. 1991. №2. С.60-63.

35. Алчагиров Б.Б., Хоконов Х.Б., Архестов Р.Х. Температурная зависимость работы выхода электрона щелочных металлов // ДАН СССР. 1992. Т.326. №1.С.121-125.

36. Алчагиров Б.Б., Архестов Р.Х., Хоконов Х.Б. Температурная зависимость работы выхода электрона натрия в твердом и жидком состояниях // Журнал физич. химии. 1993. Т.67. №9. С. 1892-1895.

37. Алчагиров Б.Б., Архестов Р.Х. Работа выхода электрона бинарной системы натрий-цезий //Расплавы. 1993. №3. С.22-27.

38. Ниженко В.И., Флока Л.И. Поверхностное натяжение жидких металлов и сплавов . М. ¡Металлургия.-1981-208 с.

39. Malov I.N., Shebzukhov M.D., Lazarev V.B. Work functions of binary alloys systems with different rinds of phase diagrams//Surf. Sci.-1974-V.44,№l.-P.21-28

40. Алчагиров А.Б., Гутаев Б.Б., Яганов M.A. Фотоэлектронная эмиссия сплавов калия на основе натрия// Вестник КБГУ. Сер. Физические науки. Нальчик:КБГУ. 2000, вып.4, с.11-14

41. Brink M.s Sachtler W.M.H. Photoelectrikemission and phase transitions of evaporated metastable sodium, potassium and sodium-potassium alloys films.// Surface Science. 1972. V.29 №1. P.181-202.

42. Малов Ю.И., Лазарев В.Б., Шебзухов М.Д. Работа выхода электрона сплавов бинарных систем с различным видом диаграмм состояния. В сб. "Поверхностные явления в полупроводниках". М.: Инст. стали и сплавов. 1976. № 9. С. 15-23.

43. Хоконов Х.Б., Алчагиров Б.Б. О работе выхода электрона металлической пленки конечных размеров. //Физика металлов и металловедение. 1968. Т. 25. №1.С.185-186.

44. Хоконов Х.Б., Задумкин С.Н., Алчагиров Б.Б. О влиянии диэлектрической подложки и размера металлической пленки на работу выхода электрона. /В кн. Физика конденсированных сред. Ростов-на-Дону: РГУ. 1970. с.40-43.

45. Хоконов Х.Б., Алчагиров Б.Б., Калмыков Ш.А. Работа выхода электрона из тонких пленок натрия и калия. В сб. "Межвузовская научная конференция по физике межфазных явлений". Научные сообщ., Нальчик: КБГУ. 1971. Вып.1. с.39-41.

46. Shuttleworth R. //Proc.Phys.Soc.Ser.A.-1950.-V.63, №5-Р.444.

47. Задумкин С.Н., Хоконов Х.Б. Зависимость поверхностной энергии металлической капли от ее радиуса// Ученые записки. КБГУ. Нальчик.-1963-в.19.-с.505-508

48. Щербаков В.Л. Коллоидный журнал.-1952.-Т.14, X25.-C.379.

49. Кузнецов В.А. Зависимость поверхностного натяжения от кривизны поверхности малых капель. Препринт. Отд. Ин-та хим. физики АН СССР Направл. в коллоидный журнал.-1988.-№12.

50. Гиббс Дж. Термодинамика, статистическая механика. М.: Наука.-1982.

51. Tolman R.C. The effect of droplet size on surface tension// J. Chem. Phys.-1949.-V.17, №2.- P.333-340

52. Rasmussen D.H. Energetics of homogeneous nucleation-approach to a physical spinodal. // J. Cryst. Growth.-1982,-V.56, № 1.-P.45-55.

53. Базулев A.H., Самсонов B.M., Сдобняков Н.Ю. Применение термодинамической теории возмущений к расчету межфазного натяжения малых объектов// ЖФХ.-2002,т.76, №11 ,с.2057-2061

54. Алымов М.И., Шоршоров М.Х. Влияние размерных факторов на температуру плавления и поверхностное натяжение ультрадисперсных частиц// Известия РАН, Металлы.-1999.-№2.-с.29-31

55. Hill T.L. Thermodynamic of small systems. N.Y. Benjamininc.-1964-370c.

56. Русанов А.И. Фазовые равновесия и поверхностные явления Л.: Химия.-1967.-135 с.

57. Щербаков Л.М., Самсонов В.М., Лебедь A.B. О размерной зависимости поверхностного натяжения микрокапель. / В сб. Физика межфазных явлений и процессов взаимодействия потоков частиц с твердыми телами. Нальчик: КБГУ.-1998.-С.11-16.

58. Самсонов.В.М. Условия применимости термодинамического описания высокодисперсных и микрогетерогенных систем// ЖФХ-2002,т.76, №11,с.2047-2051

59. Ширинян A.C., Гусак A.M. Влияние размеров малых неорганических частиц на зародышеобразование и распад//Металлофизика и новейшие технологии-2001.т.23,№11,с.1555-1567

60. Ширинян A.C. Зародышеобразование и распад в наносплавах. /Сб.докладов 15-го Международного симпозиума Тонкие пленки в оптике и электронике. Харьков,2003, с.97-105

61. Хоконов Х.Б., Задумкин С.Н. Зависимость работы выхода от размеров частицы. // Рост и несовершенства металлических кристаллов. Киев: Наукова думка.-1996.-С.304-306.

62. Задумкин С.Н. Общие условия равновесия межфазных границ и уравнения капиллярности / С.Н. Задумкин, Х.Б. Хоконов / В кн. Методы исследования и свойства границ раздела контактирующих фаз. Киев: Наукова Думка.-1977.-С. 163-175.

63. Herring С. Structure and properties of solid surfaces. Chicago Univ. Press. Illinois: 1953,-P. 5-71

64. Schmelzer J.W.P. Curvate dependent surface tension and nucleation theory / J.W.P. Schmelzer, L. Gutzow I., J. Schmelcer // J. Colloid and Interface Sci.-1996.- V. 178, № 2.- P. 657-665.

65. Киселев В.Ф., Козлов C.H., Зотеев A.B. Основы физики поверхности твердого тела М.:МГУ,1999-287 с.

66. Jaroniec A., Rudzinski W. Adsorption of gas mixtures on heterogeneous surfaces the integral represntation for a monoloyer total adsorption isotherm// Surface Sci, 1975, V.52,№3, P. 641-652.

67. Patrykiew A., Jaroniec M. General model of physical adsorption: monomolecular adsorption of single gases on homoge neous solid surfaces// Surface Sci, 1978, V.77, № 2, P. 365-377.

68. Milchev A., Pannov M. A unified model description of mobile and localired adsorption. I. MFA with nona ddiitive lateral interoctians an application to disordered adsorbed monolayer on a struckturelecs substrate. //Surface Sci, 1981, V.108, № 1,P. 25-37

69. Теплов C.B., Яковлев Д.О. Про змши концентращйного профшю бшарного сплаву при хемосорбцп // Укр. Oi3. Журн.- 1994.- Т. 39,№6- С. 742-745

70. Адамсон А. Физическая химия поверхности. М.: Мир. 1979. 568 с.

71. Даркен JI.C., Гурри Р.В. Физическая химия металлов.М.: Металлургиздат. 1962. -582 с.

72. Роберте М., Макки Ч. Химия поверхности раздела металл-газ. М.: Мир. 1981.-540с.

73. Вудраф. Д., Делчар Т. Современные методы исследования поверхности. М.: Мир. 1989. 568с.

74. Калажоков Х.Х., Калажоков З.Х., Хоконов Х.Б. О кинетике влияния адсорбции компонент остаточной газовой фазы на поверхностное натяжение чистых металлов. /Труды международного семинара. Теплофизические свойства веществ. Нальчик: КБГУ. 2001. С. 179-183.

75. Калажоков Х.Х., Калажоков З.Х., Пономаренко Н.С., Хоконов Х.Б. Влияние адсорбции остаточной газовой фазы на энергетические характеристикиповерхности. /В сб.: Вакуумные технологии и оборудование. Харьков. 2002. С.20-25

76. Ландау JI. Д. и Лифшиц Е. М. Электродинамика сплошных сред, М., 1957.

77. Хоконов Х.Б, Дигилов P.M., Орквасов Ю.А., Асадов Б.Г. К электронной теории размерного эффекта поверхностной энергии и работы выхода электрона в металлических пленках//Поверхность-1982, №11. С.37-44

78. Smith J.R. Self-consistent theory of electron work functions and surface potential characteristics for selected metals//Phys. Rev., 1969. V. 181, P. 522.

79. Brown R. С. March N.H. Structure and excitations in liquid and solid surfaces. //Phys. Repts, 1976, 24, № 2, pp. 78-169

80. Фоменко Б. С. Эмиссионные свойства материалов. Справочник. Киев: Наукова думка, 1970.

81. Большое Л.А., Напартович А.П., Наумовец А.Г., Федорус А.Г. Субмонослойные пленки на поверхности металла// УФН. Т. 122, вып. 1, с.125-155

82. Бобырь A.M. Теория распределения атомов бинарного сплава с несимметричными условиями на поверхности / A.M. Бобырь, В.И. Рыжков // Укр. физ. журнал.- 1981.- Т. 26, № 4 С. 631 - 636.

83. Журавлев А.Ф. Восходящая диффузия в тонких пленках / А.Ф. Журавлев, Е.Ф. Рыжкова // Известия Вузов. Физика 1989 - № 7.- С. 91-93.

84. Cserkati Cs. Size effect in surface segregation / Cs. Cserkati, T.A. Szabo, D.L. Beke // J. Appl. Phys. -1998.- V. 83.- P. 3021-3027.

85. Swaminarayan S. Surface segregation in tin films / S. Swaminarayan, D. Srolovitz // Acta Metall. Mater.- 1996.- V. 44.- P. 2067-2072.

86. Иванов A.C. Поверхностная сегрегация и концентрационные напряжения в мелких сферических частицах / А.С. Иванов, С.А. Борисов // Поверхность.-1982.-№ 10.-С. 140-145.

87. Moran Lopez J.L. Segregation in thin films / J.L. Moran - Lopez, G. Kerker, K.H. Benneman // Surf. Sci.- 1977.- V. 66, N 2.- P. 641-646.

88. Llois A.M. Segregation in thin films of binary alloys AxBix / A.M. Llois, C.R. Mirasso // Phys. Rev. В.- 1990,- V. 41, N 12.- P. 8112-8117.

89. Дигилов P.M. Размерный эффект поверхностной сегрегации в сплавах щелочных металлов / P.M. Дигилов, В.А. Созаев // Поверхность 1989 - № 11.-С. 22-24.

90. Созаев В.А. Влияние субмонослойных диэлектрических покрытий на поверхностную энергию и работу выхода электрона микрочастицметаллических сплавов / В.А. Созаев, Д.В. Яганов // Вестник КБГУ. Сер. Физические Науки. Нальчик: КБГУ 2000- Вып. 5.- С. 31-33.

91. Дигилов P.M. Поверхностная сегрегация в тонких пленках сплавов щелочных металлов / P.M. Дигилов, В.А. Созаев // В кн. Физика и технология поверхности. Нальчик: КБГУ, 1990- С. 31-37.

92. Созаев В.А., Чернышова P.A. Межфазная энергия и работа выхода на границе раздела «тонкие пленки сплавов щелочных металлов диэлектрик»// Письма в ЖТФ, 2003, т.29, вып.2, с.62-69

93. Кон В. Электронная структура вещества волновые функции и функционалы плотности// УФН.-2002, т.172, №3, с.336-348

94. Ухов В.Ф., Кобелева P.M., Дедков Г.В., Темроков А.И. Электронно-статистическая теория металлов и ионных кристаллов. М.:Наука-1982-160 с.

95. Партенский М.Б., Куземе В.Е. К самосогласованной теории энергетического барьера с диэлектрической средой //ФТТ -1979 -т.21, №9.-с.2842-2844

96. Партенский М.Б. Некоторые вопросы электронной теории металлической поверхности //Поверхность 1982 -№10 -с.25-32

97. Дигилов P.M. , Созаев В.А., Хоконов Х.Б. Анизотропия поверхностной энергии и работы выхода электрона в присутствии адсорбата//Поверхность-1987-№12 -с.138-139

98. Вакилов А.Н., Прудников В.В. К расчету адгезии металлов и диэлектриков// ФММ -1991, №8, с. 11-20

99. Дигилов P.M. , Созаев В.А.Индуцированная поверхностная сегрегация в сплавах щелочных металлов //Поверхность-1992-В.4 -с.22-25

100. Машаров С.И., Машарова В.А., Рыбалко А.Ф., Сафаров Д.А. Аномалии гиббсового обогащения поверхности бинарного сплава с нанесенной пленкой.//Поверхность -1992 в. 5 - с.21-23

101. Алчагиров А.Б., Созаев В.А., Хоконов Х.Б. Влияние адсорбированных диэлектрических покрытий на межфазную энергию металлических сплавов//ЖТФ 1997. т.67, №1 - с. 133-135

102. Черепнин Н.В. Сорбционные явления в вакуумной технике. М.: Сов.радио, 1973, с. 156-169

103. Кобелева Р.И., Кобелев A.B., Куземе В.Е., Партенский М.Б., Розенталь О.М. Расчет электронного распределения вблизи границы металла с диэлектрической средой //ФММ -1976,т.41, №3, с. 493-498

104. Вакилов А.Н., Прудников В.В. К расчету адгезии металлов и диэлектриков// ФММ -1991, №8, с. 11-20

105. Хоконов Х.Б., Задумкин С.Н. К расчету поверхностной энергии границ зерен в металлах. // Физическая химия поверхностных явлений при высоких температурах: Сб. науч. тр./Киев: Наукова думка 1971 - С.45-50

106. Созаев В.А., Чернышова P.A. Влияние вакуумных нанозазоров на межфазную энергию тонких пленок сплавов на границе с диэлектрической средой/ Материалы 9 научно-технической конференции «Вакуумная наука и техника» М.:МГИЭМ, 2002, с.238-241

107. Созаев В.А., Чернышова P.A. Влияние нанозазоров на межфазную энергию тонких пленок на границе с диэлектрической средой //Известия СКНЦ ВШ, 2002, №13, спец. выпуск

108. Кашежев А.З., Мамбетов А.Х., Созаев В.А., Яганов Д.В. Поверхностные свойства сплавов щелочных металлов //Поверхность 2001- №12 -с.53-59

109. Созаев В.А., Чернышова P.A. Межфазная энергия и работа выхода на границах раздела «тонкие пленки сплавов щелочных металлов -диэлектрик»// Письма в ЖТФ, 2003, т.29,в.2, с.62-69

110. Дерягин Б.В., Кротова H.A., Смилга. Адгезия твердых тел. М.:Наука. 1973-279 с.

111. Попель С.И. Поверхностные явления в расплавах. М.:Металлургия.-1994-432 с.

112. Кунин Л.Л. Поверхностные явления в металлах. М.:Металлургиздат.-1955-304 с.

113. Задумкин С.Н., Темроков А.И., Шебзухова И.Г., Алиев И.М. Взаимосвязь между поверхностными и другими свойствами веществ/ В кн. Поверхностные явления в расплвавх. Киев:Наукова Думка -1968 с.9-20

114. Малов Ю.И., Лазарев В.Б. О линейной зависимости между работой выхода электрона и поверхностным натяжением в двойных и тройных металлических растворах./ В кн. Физическая химия поверхностных явлений в расплавах. Киев:Наукова Думка -1971 с.45-47

115. Задумкин С.Н., Ибрагимов Х.И., Хоконов Х.Б. Уравнение, связывающие работу выхода электрона с поверхностным натяжением металлических растворов// ЖФХ.-1977.-Т.51, №1, с. 133-137

116. Созаев В.А. , Чернышова P.A., Яганов Д.В. Межфазная энергия тонких пленок сплавов щелочных металлов на границе с диэлектрическими средами// Вестник КБГУ. Сер. Физические Науки. Нальчик: КБГУ- 2002-Вып. 7.-С. 21-24.

117. Дриц М.Е., Зусман Л.Л. Сплавы щелочных и щелочноземельных металлов. Справ.из./М.: Металлургия, 1986, 248с

118. Wen C.J., Weppner W., Boukamp B.A., Higgins R.A.// Metallurgical Trans.B. 1980. V.ll,№11.—P.131—137

119. Алчагиров Б.Б., Чочаева A.M.,Хоконов Х.Б., Таова Т.М., Ибрагимов Х.И. Поверхностное натяжение алюминия и его сплавов с индием и оловом // Вестник КБГУ.Серия. Физические науки.Нальчик: КБГУ.—2000—В.4.— С.6—9

120. Корольков A.M. Поверхностное натяжение алюминия и его сплавов.// Изв. АНСССР. ОТН —1956.—№2.—С.35—42

121. Орквасов Т.А., Понежев М.Х., Созаев В. А., Шидов Х.Т. Исслледование температурной зависимости поверхностного натяжения алюминиевых сплавов // Теплофизика высоких температур -1996.—Т.34, №3.—С.493—495

122. Корольков A.M., Бычкова A.A. Поверхностное натяжение металлов и сплавов— В кн. Исследование сплавов цветных металлов. Т.2 М.: Изд—во АНСССР.—1960.—С. 122—134

123. Бондаренко Г.Г., Кучерявый С.П. Поверхностная сегрегация лития в алюминий—литиевых сплавах // Физика и химия обработки материалов. 1991,—№1.—С.132—135

124. Бондаренко Г.Г., ШишковА.В. Эмиссионнные свойства алюминий— литиевого сплава //Поверхность—1995.—№5.—С.35—38

125. Бондаренко Г.Г., Коржавый А.П; Кучерявый С.И., Сигов Д.В. Распыление алюминиевых сплавов в плазме тлеющего разряда // Взаимодействие атомных частиц с твердым телом: Матер. 9—й Всесоюз. конф. М.: МИФИ.— 1989.—Т.2.—С.50—51

126. Лозовой А.Ю., Коржавый П.А., Пономарева A.B., Векилов Ю.Х. Автосегрегация на поверхностях неупорядоченных сплавов // Материаловедение—1997.—№1.—С.43—50

127. Яцимирский В.К. Влияние хемосорбции газов на соотношение компонентов в поверхностном слое бинарных сплавов // Поверхность.-1986 -№8 с.131-137

128. Zhanq Hui. The mutual influence of chemisortion and surface segregation: calculation of chemisortion energy of О or CO on Ni-Cu alloy // J. Phys.: Condens. Mater.- 1992 V.4, №40- p. L529-532 1

129. Созаев B.A., Яганов Д.В. Межфазная энергия на границе металлическая микрочастица диэлектрическая среда. / Труды IX межнационального совещания "Радиационная физика твердого тела". Севастополь, 28 июня -3 июля 1999. Т.1. Москва, 1999. С.394-399.

130. Алчагиров А.Б., Созаев В.А., Хоконов Х.Б. Влияние адсорбированных диэлектрических покрытий на межфазную энергию металлических сплавов // ЖТФ 1997 - т.67, №1- с.133-135

131. Yamauchi Н. Surface segregation in jellium solid solutions.//Phys. Rev. B. 1985. V.31, №12. P.7688-7694

132. Созаев В.А., Яганов Д.В. Влияние диэлектрической среды на поверхностную сегрегацию тонких пленок бинарных металлических сплавов // Физика и химия перспективных материалов. Нальчик: КБГУ. 1998. С.88-93.

133. Лебедев Р.В., Пугачевич П.П., Задумкин С.Н. Поверхностное натяжение в расплавах щелочных металлов и и храстворах/ В кн. Физическая химия поверхностных явлений в расплавах. Киев: Наукова думка, 1971, с. 157

134. Осико Т.П., Алчагиров Б.Б. Поверхностное натяжение бинарных расплавов щелочных металлов. Сплавы натрий-калий // Теплофизика высоких температур -1987.-t.25, №4.-с.809-812

135. Малов Ю.И. Лазарев В.Б., Шебзухов М.Д., Работа выхода электрона сплавов бинарных систем с различным видом диаграмм состояния. В кн.Поверхностные явления в полупроводниках, Москва: Институт стали и сплавов. 1976. №9. С.15-23

136. Murherjee S., Moran-Lopez J.L. Theory of surface segregation in transition metal alloys// Surface Sei. 1987-V 189/190, №2. P.1135

137. Teraoka Y. Chemisorption-induced surface segregation and order-disorder transition. // Surf.Sci.-1991.-V.244, №l-2.-P.135-148.

138. Булавин Л.А., Грехов A.A., Сысоев В.М. Определение 8-поправки Толмена с помощью уравнения состояния. // Поверхность.-1998.-№4.-С.74-77.

139. Петров Д.И. Физика малых частиц. М.: Наука,-1982.-359 с.

140. Дигилов P.M. Размерная зависимость поверхностной энергии капель металлического расплава. // Расплавы.-1989.-№4.-С. 14-20.

141. Зимон А.Д. Адгезия пленок и покрытий. М.: Химия, 1977, 352 с.

142. Ибрагимов Х.И., Корольков В.А. Работа выхода электрона в физико-химических исследованиях расплавов и твердых фаз на металлической основе. М.: Металлургия, 1995, 272 с.

143. Праттон М. Введение в физику поверхности. Под.ред. проф.В.А. Трапезникова. Москва-Ижевск:НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2000-256 с.

144. Holmstrom S., Holloway S. The interaction of a dipole with a metal surface // Surf. Sei. 1986 v.173, №2-3, p.L647-L654.