Влияние взаимодействия атомов бария на поверхности рениевого полевого эмиттера на работу выхода
Д.П. Бернацкий, В.Г. Павлов
ФГБУН «Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук»
DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.031
Оригинальная статья
Аннотация: С помощью полевой электронной и десорбционной микроскопии исследована модификация эмиссионной поверхности в нанометровом масштабе при адсорбции атомов бария на поверхности рениевого полевого эмиттера. Получены полевые электронные изображения поверхности эмиттера, отражающие локализацию атомов бария на поверхности эмиттера, представляющую квазисферическую поверхность монокристалла рения. Показано влияние температуры эмиттера с адсорбированным барием на изменение работы выхода эмиттера. Напыление при комнатной температуре приводит к появлению зависимости работы выхода от концентрации адсорбата с минимумом в области оптимального покрытия. Отжиги эмиттера при T=600 K после напыления каждой порции бария вызывают исчезновение минимума. Работа выхода после достижения минимального значения (оптимальное покрытие адсорбированными атомами) остается постоянной при увеличении количества адсорбированных атомов бария на поверхности эмиттера. На полевом электронном изображении обнаружено резкое изменение локализации атомов бария, обусловленное фазовым переходом с образованием островков в области грани (011̅1̅ ) рения. Изменение характера зависимости работы выхода связано с фазовым переходом в пленке бария с образованием островков бария. Концентрация бария в островке постоянна и соответствует оптимальному покрытию. Работа выхода островка является минимальной и определяет эмиссионные свойства эмиттера. Кратковременный отжиг эмиттера с адсорбированным барием с концентрацией, меньше оптимальной, снижает работу выхода до значения близкого к минимальному. Последующий отжиг не изменяет работу выхода. Вольтамперные характеристики полевого эмиттера при адсорбции атомов бария смещаются в область низких напряжений и перестают смещаться с наступлением фазового перехода.
Ключевые слова: полевые эмиттеры, полевой электронный и десорбционный микроскоп, адсорбция, рений, барий
- Бернацкий Дмитрий Петрович – к.ф.-м.н., старший научный сотрудник, ФГБУН «Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук»
- Павлов Виктор Георгиевич – д.ф.-м.н., старший научный сотрудник, ФГБУН «Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук»
Ссылка на статью:
Бернацкий, Д.П. Влияние взаимодействия атомов бария на поверхности рениевого полевого эмиттера на работу выхода / Д.П. Бернацкий, В.Г. Павлов // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2022. — Вып. 14. — С. 31-38. DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.031.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Соминский, Г.Г. Многострийные кольцевые полевые эмиттеры с защитными металл-фуллереновыми покрытиями / Г.Г. Соминский, Т.А. Тумарева, Е.П. Тарадаев и др. // Журнал технической физики. – 2019. – Т. 89. – Вып. 2. – C. 302-305. DOI: 10.21883/JTF.2019.02.47086.124-18.
2. Williams, D.B. Electron sources / D.B Williams, C.B. Carter. // In: Transmission electron microscopy. A textbook for materials science. – 2nd ed. – Boston: Springer, 2009. – P. 73-89. DOI: 10.1007/978-0-387-76501-3_5.
3. Тумарева, Т.А. Работа полевых эмиттеров с активированными фуллереновыми покрытиями / Т.А. Тумарева, Г.Г. Соминский // Журнал технической физики. – 2013. – Т. 83. – Вып. 7. – С. 121-124.
4. Батурин, А.С. Внедрение щелочноземельного металла в структуру графита / А.С. Батурин, К.Н. Никольский, А.И. Князев, Р.Г. Чесов, Е.П. Шешин // Журнал технической физики. – 2004. – Т. 74. – Вып. 3. – С. 62-64.
5. Müller, E.W. Field ion microscopy, field ionization and field evaporation / E.W. Müller, T.T. Tsong // Progress in Surface Science. – 1974. – V. 4. – P. 1-139. DOI: 10.1016/S0079-6816(74)80005-5.
6. Бернацкий, Д.П. Исследование поверхности твердого тела методом полевой десорбционной микроскопии непрерывного действия / Д.П. Бернацкий, В.Г. Павлов // Известия РАН. Серия физическая. – 2009. – Т. 73. – № 5. – С. 713-715.
7. Suchorski, Y. Field ion and field desorption microscopy: principles and applications / Y. Suchorski // In: Surface science tools for nanomaterials characterization; ed. by C.S.S.R. Kumar. – Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 2015. – P. 227-272. DOI: 10.1007/978-3-662-44551-8_7.
8. Автоионная микроскопия: [коллективная монография] / Э.В. Мюллер и др.; под ред. Дж. Рена, С. Ранганатана; пер. с англ. А.Г. Соколова, А.Л. Суворова. – М.: Мир, 1971. – 270 с.
9. Beach, Th. Adsorption studies of aluminum oxide on rhenium by field emission microscopy / Th. Beach, R. Vanselow // Applied physics. – 1974. – V. 4. – I. 3. – P. 265-270. DOI: 10.1007/BF00884238.
10. Браун, О.М. Взаимодействие между частицами, адсорбированными на поверхности металлов / О.М. Браун, В.К. Медведев // Успехи физических наук. – 1989. – Т. 157. – № 4. – С. 631-666. DOI: 10.3367/UFNr.0157.198904c.0631.
11. Рутьков, Е.В. Определяющее влияние периметра островков на фазовые равновесия в системе графен-металл с растворенным в объеме углеродом / Е.В. Рутьков, Н.Р. Галль // Физика твердого тела. – 2020. – T. 62. – Вып. 3. – С. 508-513. DOI: 10.31883/FTT.2020.03.49020.615. DOI: 10.21883/FTT.2020.03.49020.615.
12. Бернацкий, Д.П. Полевая десорбция цезия с наноструктурированной поверхности рения / Д.П. Бернацкий, В.Г. Павлов // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2017. – Вып. 9. – С. 89-93. DOI: 10.26456/pcascnn/2017.9.089.