WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||
Например, вблизи уровня Ферми в точке 3Б располагается состояние с почти параболической зоной (рис. 5, b). Оно является поверхностным в [23]; в нашем расчете это состояние будет поверхностным, если мы используем более Рис. 4. Эволюция полных и локальных ПЭС при адсорбции слабый критерий (менее 75%). На рис. 6, a приведено цезия. Справа внизу пунктиром показана локальная ПЭС контурное распределение зарядовой плотности данного центрального атома меди.

Рис. 5. Кривые дисперсии E(k) вдоль -направления 3Б для Cs/Cu(001) (a) и Cu(001) (b).

12 Физика твердого тела, 2003, том 45, вып. 564 Д.В. Чудинов, С.Е. Кулькова, И.Ю. Смолин Рис. 6. Контурное распределение зарядовой плотности для ПС, расположенных вблизи уровня Ферми в точках (a, b) и X (d, e) в Cu(001) и Cs/Cu(001), а также разница плотностей валентных электронов в двух системах для тех же точек 3Б (c и f соответственно).

состояния. Как утверждают авторы [23], именно это X приведена на рис. 6, d. Это состояние имеет более состояние (с симметрией dz ) является доминирующим сложный орбитальный состав (dx2 и px + py) и при при взаимодействии с цезием. В нашей схеме данное взаимодействии с цезием смещается от уровня Ферми.

состояние не является чистым dz -состоянием, имеется В этом же энергетическом интервале и около -17 eV примесь s- и pz -орбиталей. При хемосорбции электроны наблюдается появление серии ПС, обусловленных Cs цезия начинают постепенно взаимодействовать с ПС (рис. 5, a). С состояниями вблизи точки X 3Б может вблизи энергии Ферми, что приводит к их заполнению и быть связан небольшой пик на кривой ПЭС в непосредсмещению от EF, а также к появлению других состояний ственой близости от EF (рис. 4). Кроме того, в меди с параболическим законом дисперсии ниже энергии с одним монослоем цезия полностью отсутствуют ПС выше энергии Ферми.

Ферми, обусловленных Cs. В то же время нельзя не отметить ПС вблизи точки X, которые не показаны Некоторые отмеченные особенности могут быть обусв [23]. Эти состояния расположены значительно ближе ловлены разными подходами, используемыми в нашей к уровню Ферми, чем рассмотренное выше состояние работе и в [23]. Очевидно, что в нашей модели взаив точке 3Б. Зарядовая плотность состояния в точке модействия являются локальными и зависят от полоФизика твердого тела, 2003, том 45, вып. Исследование взаимодействий поверхностных состояний меди с переходными металлами и цезием жения адсорбата на подложке. В модели желе более экспериментом (1.81-2.0eV [23,37]). В этом случае существенные изменения связываются лишь с перерас- более легкий цезий не вызывает, по-видимому, сильных пределением заряда в районе контакта желе–вакуум. изменений межслоевых расстояний.

Мы же учитываем также изменения ниже дна d-зоны, в Таким образом, полученные результаты позволяют интервале энергий -(10-26) eV, где появляются состо- сделать вывод, что пленочная модель достаточно удояния, обусловленные цезием. Частично эти состояния влетворительно описывает взаимодействие адсорбат– показаны на рис. 4, где представлены также полные металл и может применяться даже для таких адсорбатов, ПЭС меди с покрытием в 0.5 ML Cs. Связь цезия и как цезий. Расчет показывает значительное понижение меди определяется сильно гибридизированными s-s- работы выхода при хемосорбции цезия на медной поди s-d-состояниями. Необходимо отметить также появ- ложке (в отличие от кобальта и никеля), хотя само зналение делокализованных состояний Cs p-типа вблизи чение завышено по сравнению с экспериментальным.

энергии Ферми. На рис. 6, c, f приведены положительные Знание распределений локальных электронных плотнозначения разностей зарядовых плотностей валентных стей и зарядовых плотностей очень полезно при анализе электронов для чистой меди и меди, покрытой це- реакционной способности поверхности. Мы выделили зием, в точках и X. Как видно из приведенного состояния, ответственные за взаимодействия адсорбат– рисунка, взаимодействие цезий–медь сильнее выражено металл. Если адсорбатом является переходной металл, для точки X, чем для, в отличие от [23]. Анализ то наблюдается сильная d-d-гибридизация состояний полученных результатов показывает, что при адсорбции адсорбата и медной подложки (или подложки из перецезия потенциальный барьер уменьшается и электроны ходного металла). В то же время s-s- и s-d-гибриадсорбата достаточно однородно заполняют подложку. дизация определяет взаимодействие поверхности меди с С увеличением концентрации цезия доля перенесенного цезием. Реактивность поверхности определяется прежде заряда уменьшается и часть заряда остается на стороне всего локальными взаимодействиями, хотя в случае адслоя цезия (см. рис. 6, c, f ). цезия его состояния достаточно однородно покрывают Проведенная оценка работы выхода для 1 ML подложку, поэтому зависимость от места адсорбата меCs/Cu(001) дает очень резкое уменьшение по срав- нее существенна, чем, например, при взаимодействиях нению со значением для чистой меди. В то же время водород–подложка. К сожалению, пленочная модель не полученное значение = 2.83 eV несколько завышено позволяет исследовать достаточно низкие концентрации ( = 2.07 eV в эксперименте, в модели желе было адсорбата. В настоящее время считается, что ионная получено значение 1.7 eV [23]). Расчеты в структуре составляющая в связи, преобладающая для низких конc(2 2) дают еще большие значения: 3.39 и 3.16 eV центраций цезия, может быть ответственна за резкое соответственно для 0.5 и 1 ML цезия, но хорошо вос- уменьшение работы выхода. Данный вопрос нуждается в производят результат для чистой меди (4.76 eV). В этом дополнительных исследованиях, но очевидно, что, начислучае использовалась достаточно грубая трехслойная ная с 0.25 ML Cs на Cu(001) или Au(001), работа выхода модель пленки. Дальнейшее понижение концентрации практически полностью определяется характеристиками до 0.25 ML Cs/Cu(001) не привело к существенному цезия, как и в многослойных структурах из переходных изменению. Проведенные оценки для адсорбции Cs металов или в сплавах, в которых работа выхода больше на девятислойной пленке Au(001) показали понижение зависит от характеристик поверхностного слоя, чем от работы выхода с 5.48 до 2.19 eV. Работа выхода для состава подложки.

Au(001) находится в хорошем согласии как с экспериментом (5.1-5.5eV), так и со значением 5.39 eV из Список литературы работы [36]. Авторы [23] получили для Au(001) значение 6.4 eV, превышающее экспериментальное на 1 eV.

[1] J. Jepsen, J. Madsen, O.K. Andersen. Phys. Rev. B 26, 6, Последнее связывается авторами с плохим описанием (1982).

подложки (трехслойная пленка). Но как показали наши [2] S. Ohnishi, A.J. Freeman, M. Weinert. Phys. Rev. B 28, 12, исследования для трехслойной пленки Cu(001) c(2 2) 6741 (1983).

и результаты [6], работа выхода мало изменяется на- [3] C.L. Fu, A.J. Freeman. Phys. Rev. B 33, 3, 1755 (1986).

[4] C.L. Fu, A.J. Freeman. J. Magn. Magn. Mater. 69, 1, Lчиная именно с такой пленки. В то же время мы (1987).

считаем, что толщина пленки, по-видимому, непригодна [5] Chun Li, A.J. Freeman, C.L. Fu. J. Magn. Magn. Mater. 75, 1, для корректного описания зависимости работы выхо53 (1988).

да от концентрации цезия. Кроме того, необходимо [6] R. Pencheva, M. Scheffler. Phys. Rev. B 61, 3, 2211 (2000).

определять равновесное положение адсорбата. В нашем [7] M. Eder, J. Hafner, E.G. Moroni. Phys. Rev. B 61, 17, 11 расчете положение Cs считалось фиксированным на (2000).

релаксированной подложке. К сожалению, проведение [8] P. Scheffer, C. Krembel, M.C. Hanf, G. Gewinner. Surf. Sci.

такого расчета требует значительной вычислительной 400, 1, 95 (1998).

работы. Отметим, что для Cs/Au(001) полученное нами [9] S. Blugel, P. Dederichs. Europhys. Lett. 9, 6, 597 (1989).

значение работы выхода (2.19 eV) находится в удовле- [10] S. Blugel. Appl. Phys. A: Mat. Sci. Proc. 63, 7, 595 (1996).

творительном согласии с результатом [23] (1.9 eV) и [11] D. Spisak, J. Hafner. J. Phys.: Cond. Mater. 12, 7, L139 (2000).

Физика твердого тела, 2003, том 45, вып. 566 Д.В. Чудинов, С.Е. Кулькова, И.Ю. Смолин [12] M. Wuttig, Y. Gauthier, S. Blugel. Phys. Rev. Lett. 70, 23, 3619 (1993).

[13] D. Spisak, J. Hafner. Phys. Rev. B 61, 6, 4160 (2000).

[14] O. Rader, W. Gudat, C. Carbone, E. Vescovo, S. Blugel, R. Klassen, W. Eberhard, M. Wuttig, J. Redinger, F.J. Himpsel.

Phys. Rev. B 55, 8, 5404 (1997).

[15] D. Spisak, J. Hafner. J. Phys.: Cond. Mater. 11, 33, (1999).

[16] S. Meza-Aguilar, O. Elmouhssine, H. Dreysse, C. Demangeat.

Comp. Mat. Sci. 17, 6, 464 (2000).

[17] H.P. Bonzel. Surf. Sci. 43, 1, 8 (1988).

[18] P. Soukiassian, R. Riwan, J. Lecante, E. Wimmer, S.R. Chubb, A.J. Freeman. Phys. Rev. B 31, 8, 4911 (1985).

[19] N.D. Lang, W. Kohn. Phys. Rev. B 3, 4, 1215 (1971).

[20] E. Wimmer, A.J. Freeman, J.R. Hiskes, A.M. Karo. Phys. Rev.

B 28, 6, 3074 (1983).

[21] S.R. Chubb, E. Wimmer, A.J. Freeman, J.R. Hiskes, A.M. Karo. Phys. Rev. B 36, 8, 4112 (1987).

[22] Ning Wang, K. Chen, Ding-Sheng Wang. Phys. Rev. Lett. 56, 25, 2759 (1986).

[23] Ru-Gian Wu, Ding Sheng Wang. Phys. Rev. B 41, 1, (1990).

[24] A. Eichler, J. Hafner, G. Kresse. J. Phys.: Cond. Mater 8, 40, 7659 (1996).

[25] Kim Jai Sam, G. Lee, Y.M. Koo, S.E. Kulkova, D.V. Valujsky.

Int. J. Hydrogen Energy 27, 4, 403 (2002).

[26] P. Blaha, K. Schwarz, J. Luitz. WIEN97. Vienna University of Technology (1997). [Improved and updated Unix version of the origin copyrighted WIEN-code, which was published by P. Blaha, K. Schwarz, P. Sorantin, S.B. Trickey. Comp. Phys.

Commun. 59, 5, 399 (1990)].

[27] Q.T. Jiang, P. Fenter, T. Gustafsson. Phys. Rev. B 44, 11, (1991).

[28] P.O. Gartland, S. Berge, B.J. Slagsvold. Phys. Rev. Lett. 28, 12, 738 (1972).

[29] G.A. Hass, R.E. Thomas. J. Appl. Phys. 48, 1, 86 (1977).

[30] G.G. Tibbets, J.M. Burkstrand, J.C. Tracy. Phys. Rev. B 15, 8, 3652 (1977).

[31] S.H. Kim, K.S. Lee, H.G. Min, J. Seo, S.C. Hong, T.H. Rho, J.S. Kim. Phys. Rev. B 55, 12, 7904 (1997).

[32] P. Srivastova, F. Wilhelm, A. Ney, M. Farle, H. Wende, N. Haack, G. Geballos, K. Baberschke. Phys. Rev. B 58, 9, 5701 (1998).

[33] S.V. Mankovsky, A.A. Ostroukhov, V.M. Floka, V.T. Tcherepin.

Vacuum 48, 3, 245 (1997).

[34] S.E. Kulkova, D.V. Valujsky, Kim Jai Sam, G. Lee, Y.M. Koo.

Phys. Rev. B 65, 8, 85 410 (2002).

[35] Теория хемосорбции. Мир, М. (1983). С. 161.

[36] R. Eibler, H. Erschbaumer, C. Temnitschka, R. Podloucky, A.J. Freeman. Surf. Sci. 280, 5, 398 (1993).

[37] Таблицы физических величин / Под ред. И.К. Кикоина.

Атомиздат, М. (1976). С. 444.

Физика твердого тела, 2003, том 45, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.