Полевая десорбция цезия и бария с нанокластеров графена на поверхности иридия
Д.П. Бернацкий, В.Г. Павлов
ФГБУН «Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук»
DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.040
Краткое сообщение
Аннотация: Исследованы особенности полевой десорбции цезия и бария с поверхности иридиевого острия с двумерными нанокластерами графена на поверхности. Оба адсорбата находятся как на поверхности иридия и углеродных кластеров, так и в интеркалированном состоянии под пленкой графена не плотноупакованных плоскостях кристалла иридия. Полевая десорбция протекает поразному. При увеличении напряженности приложенного электрического поля происходит импульсное удаление адсорбата с поверхности. При дальнейшем усилении поля в случае цезия происходит десорбция атомов адсорбата из интеркалированного состояния. Атомы цезия выходят из-под пленки, диффундируют на поверхность кластера и десорбируются в виде ионов. Атомы бария остаются под графеновой пленкой вплоть до разрушения кластера. Различие механизмов полевой десорбции с графеновых кластеров объясняется наличием второго электрона на валентной оболочке атомов щелочных металлов, который обеспечивает химическую связь адсорбированных атомом между собой и с подложкой. Единственный валентный электрон атомов щелочного металла при адсорбции уходит в металл, и обеспечивает электростатическую связь адсорбата с подложкой и электростатическое отталкивание адатомов между собой.
Ключевые слова: полевая десорбция, кластеры, углерод, иридий, цезий, барий
- Бернацкий Дмитрий Петрович – к.ф.-м.н., доцент, 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. Полевая десорбция цезия и бария с нанокластеров графена на поверхности иридия / Д.П. Бернацкий, В.Г. Павлов // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2023. — Вып. 15. — С. 40-45. DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.040.
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. Giubileo, F. Field emission from carbon nanostructures / F. Giubileo, A. Di Bartolomeo, L. Iemmo, G. Luongo, F. Urban // Applied Sciences. – 2018. – V. 8. – I. 4. – Art. № 526. – 21 p. DOI: 10.3390/app8040526.
3. Forbes, R.G. Low-macroscopic-field electron emission from carbon films and other electrically nanostructured heterogeneous materials: hypotheses about emission mechanism / R.G. Forbes // Solid-State Electronics. – 2001. – V. 45. – I. 6. – P. 779-808. DOI: 10.1016/S0038-1101(00)00208-2.
4. Шешин, Е.П. Структура поверхности и автоэмиссионные свойства углеродных материалов / Е.П. Шешин. – М: Изд-во МФТИ. 2001. – 288 с.
5. 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: SpringerVerlag, 2015. – P. 227-272. DOI: 10.1007/978-3-662-44551-8_7.
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. 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.
8. Nanofabrication using focused ion and electron. Principles and applications / ed. by I. Utke, S. Moshkalev, P. Russell. – Oxford: Oxford University Press, 2012. – 380 p.
9. Gross, H. From the discovery of field ionization to field desorption and liquid injection field desorption/ionization-mass spectrometry-A journey from principles and applications to a glimpse into the future / H. Gross // European journal of Mass Spectrometry. − 2020. − V. 26. − I. 4. − P. 241-273. DOI: 10.1177/1469066720939399.
10. Исаханов, З.А. Модификация свойств поверхности свободных пленок Si-Cu имплантацией ионов активных металлов / З.А. Исаханов, И.О. Косимов, Б.Э. Умирзаков, Р.М. Ёркулов // Журнал технической физики. − 2020. – Т. 90. – Вып. 1. − С. 123-127. DOI: 10.21883/JTF.2020.01.48672.202-19.
11. 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.
12. Rut’kov, E.V. Equilibrium nucleation, growth and thermal stability of graphene on solids / E.V. Rut’kov, N.R. Gall // In: Physics and applications of grapheme – Experiments; ed. by S. Mikhailov. – Rijeka, Croatia: InTech, 2011. – P. 209-292. DOI: 10.5772/14999.
13. Галль, Н.Р. Физика поверхности твердых тел. Графен и графит на поверхности твердых тел /Н.Р. Галль, Е.В. Рутьков. – СПб: Изд-во Политехн. ун-та, 2013. – 160 с. DOI: 10.18720/SPBPU/2/si21-350.