WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

наличии какого-то соединения с W, пространственная Поскольку несимметричные относительно -связи конфигурация атомных и молекулярных орбиталей ко- C–O две -связи C–O должны располагаться таким торого не позволяет адсорбату вступать в реакцию с образом, чтобы в образуемом последними двугранном каждым атомом W в ПУ ряду. Очевидно, что более всего угле могла разместиться остающаяся полузаполненная на роль дополнительного к CaO адсорбата подходит CO. dyz -орбиталь атома W в WCO, направленная вдоль ПУ Молекула CO при наличии у поверхностного атома ряда под углом к подложке, то эти -связи должны переходного металла вакантной d-орбитали, например, быть направлены в одну сторону относительно -связи в ПУ рядах на гранях (110) и (112) элементов VI-б и вдоль ПУ ряда атомов W. Это и приводит при группы Периодической системы, может образовывать образовании молекул WCO к пропуску каждого второго в основном состоянии (т. е. с тройной связью C–O и атома Wв ПУряду.

двумя противоположными самой сильной в этой связи Таким образом, при одновременном окисления Ca линейной -связи заполненными орбиталями C и O [21]) и C (или W2C) с большой вероятностью образуется также сильную линейную донорно-акцепторную связь с смешанная пленка CaO + CO, в которой молекулы субпомощью заполненной орбитали атома C (CO связыва- карбонила WCO образуют каркас со структурой (2 2) ется с металлом всегда только атомом C [21]) и этой и = 0.25. же CaO в такой пленке равна 1.5. При CO вакантной dz 2-орбитали (т. е. d-орбитали, направленной этом 0.25 поверхностных атомов W, также образующих перпендикулярно поверхности), т. е. образовывать моле- структуру (2 2), не вступают в реакцию ни с каким из кулу субкарбонила MeCO. При этом перпендикулярно этих адсорбатов (рис. 4, a).

подложке и в сторону от нее в молекуле MeCO останет- После прогрева при T = 1475 K на грани W (112) ся одна заполненная орбиталь атома O, которая, впро- уже может наблюдаться дифракционная картина c(32) чем, также может образовывать донорно-акцепторную от карбида W2C (0001) (рис. 3, b). На гранях же (110) связь с другим ионизированным адсорбатом, например с данного образца никаких дополнительных рефлексов на цезием. Таким образом, молекула CO при условии связи картине ДМЭ так и не наблюдается. Поскольку при таее с металлом в основном состоянии (мостиковая связь ких же условиях на плоскопараллельной грани W (110) Me–C–Me в возбужденном состоянии молекулы CO, т. е. картина ДМЭ от W2C (0001) наблюдается [10,22,23], с разрывом одной из двух -связей, осуществляется в то предположение об образовании на наклонных граосновном на дефектах или в случае отсутствия у поверх- нях W (110) только лишь аморфной пленки W2Cвыгляностных атомов подложки вакантных d-орбиталей) все- дит малообоснованным. Метод ЭОС в данном случае, гда будет располагаться перпендикулярно поверхности. к сожалению, не способен разделить состояния W2C на Очевидно, что такую молекулу не удастся „замуровать“ гранях (112) и (110) цилиндрической поверхности, так внешним потоком W, например, с эмиттера ТЭП, т. е. в как под довольно широкий и к тому же наклонный пучок случае массопереноса W молекула CO станет „всплы- первичных электронов, в принципе, попадают сразу оба вать“ в верхний слой атомов W. Поэтому, учитывая типа граней. Следовательно, необходимо сделать вывод, ее расположение на подложке и большую склонность к что на наклонной грани W (110), входящей в состав связи с Cs+, можно представить, как сильно возрастает террас с основаниями в виде граней (112), углерод не работа выхода коллектора ТЭП в парах Cs при наличии выделяется. Этот факт можно объяснить повышенной на его поверхности CO. И на самом деле, CO является энергией наклонной грани (110) относительно (112), наиболее вредным загрязнением коллектора ТЭП [5]. лежащей в основании террас, и наличием границы Исходя из различия в линейных размерах и способе раздела (желоба террасы). При этой же температуре в закрепления на атомах W молекул CO и CaO, первые в оже-спектре исчезают пики от 0 (рис. 2, f ), т. е. и T общей пленке начнут создавать гребни, что приведет к полной очистки поверхности от CO составляет 1475 K.

образованию фасеток с наклонными гранями, занятыми После прогрева при T = 1525 K в оже-спектре начиCaO. В самом деле, молекул CaO, обладая сильной двой- нает ощущаться уменьшение пика S, и наконец, после ной связью Ca–O, может закрепляться на атоме W толь- прогрева при T = 1625 K пик S исчезает из спектра ко одной из двух оставшихся заполненными орбиталей (рис. 2, g). Дальнейшее повышение T вплоть до 2000 K атома O, используя для донорно-акцепторной -связи ни к каким изменениям в оже-спектре и ДМЭ уже вакантную dz 2-орбиталь атома W. При этом становится не приводит. При этом в оже-спектре регистрируются очевидным, что двойная связь Ca–O в молекуле CaO и, только пики W и W2C, а в ДМЭ — картина c (3 2) следовательно, сама эта молекула, станут располагаться (рис. 3, b).

под углом к подложке. Естественно, что это должно Следует отметить, что оже-спектры от CO и W2C оказывать влияние на характер заполнения ПУ рядов почти не отличаются друг от друга, поэтому в спектре 7 Журнал технической физики, 2002, том 72, вып. 98 Б.М. Зыков, В.Н. Зыкова, В.Н. Лебедев, Ю.К. Удовиченко возможно наложение соответствующих пиков. Однако 1.585, составляет 5.19% в сторону уплотнения грани установлено, что хорошим индикатором присутствия на W2C (0001). Угол поворота ПУ рядов атомов подложки поверхности CO является наличие в оже-спектре хотя при образовании пленки W2C (0001) составляет 850.

бы основного пика O при 512-516 eV. Для проверки Места совпадений атомов W в пленке W2C (0001) и на этого факта при наличии в спектре пиков от C и O подложке W (112) образуют в прямой решетке структуследует кратковременно прогреть образец в интервале ру совпадений c (3 2), иначе называемую когерентной.

1175-1475 K и сразу же, не дожидаясь охлаждения об- Из выбранной для пленки W2C модели структуры слеразца, записать спектр. При этом в нем резко уменьша- дует, что в ее образовании принимают участие не только самые верхнии ПУ ряды атомов W на грани (112), но и ется I пика C при 272 eV и исчезают пики O (рис. 2, h).

„канавочные“ ПУ ряды, расположенные между первыми Это подтверждает сделанное выше заключение о том, что за счет окисления части карбида остаточным по- и частично (на 5.72%) экранированные ими (рис. 4, b).

Следовательно, образование карбида приводит к коренверхностным O при умеренных температурах прогрева ной перестройке атомов грани W (112) (реконструкции), возможно присутствие на поверхности CO.

приводящей к выходу на поверхность канавочных ПУ Таким образом, уже при первом прогреве в вакууме с рядов атомов подложки. Подобное явление наблюдается цилиндрической поверхности газофазного монокристали при образовании субоксидов Mo и W [2,10,20].

лического W можно удалить все примеси за исключением C, который уже при T не выше 1475 K образует карбид с материалом подложки.

Удаление углерода и структура чистой Руководствуясь данными работ [2,4,10,22,23] о том, поверхности что при взаимодействии C с монокристаллом W вне зависимости от способа осаждения C (из внешнего исПосле 30 циклов окисления загрязненной углеродом точника или путем сегрегации) и кристаллографической поверхности по методике, описанной выше, последуориентации поверхности монокристалла на последней ющей откачке O до Pост 10-8 Pa и нескольких в основном (кроме грани W (100)) образуется только вспышек при T = 1925 K был получен оже-спектр, одна структура W2C, ориентированная самой плотноупав котором никаких других пиков, кроме пиков W, не кованной гранью (0001) параллельно подложке, и для наблюдается (рис. 2, i). При этом для нормального грани W (112) следует ожидать того же.

падения первичного пучка наблюдается картина ДМЭ от При анализе несомненно муаровой картины ДМЭ чистой грани (112) ОЦК (рис. 3, c). Поэтому с учетом c (3 2) (рис. 3, b) было построено 25 моделей структур установки образца образующей цилиндра в горизонтальс более или менее реальными = 0.75, 0.833, 0.917, ной плоскости прибора и одновременно этой же обра1.083, 1.167, 1.25, 1.333, 1.583, 1.667 и 1.75 и различным зующей перпендикулярно оптической оси центральной расположением на грани W (112) рассеивающих ценэлектронной пушки, а также поворота дифракционной тров, которые, в принципе, могли бы дать наблюдаемую картины (т. е. обратной решетки) на 90 относительно картину ДМЭ. Но только две из них с координатами расположения атомов в прямой, можно заключить, что рефлексов для элементарных ячеек в обратной решетПУ ряды атомов W на грани (112) направлены вдоль ке (т. е. на картине ДМЭ) (1/3, 3/2), (1/6, 7/4), (1/2, образующей цилиндра (рис. 4, b).

1/4) с = 0.833 и (1, 1/2), (1/6, 7/4), (5/6, 5/4) с При изменении угла падения первичного пучка в = 1.667 оказываются близкими к низкоиндексными плоскости, перпендикулярной образующей цилиндри граням W2C — соответственно (1010) и (0001). Руководческой поверхности образца, наступает момент, когда ствуясь характером химической связи в молекуле W2C перестает наблюдаться картина ДМЭ от грани (112) и (трехцентровая мостиковая W–C–W), пространственной начинает наблюдаться картина от чистой грани (110) ориентацией в молекуле связывающих и несвязывающих ОЦК (рис. 3, d). Угол между гранями (110) и (112) орбиталей атомов C и W, необходимостью минимальв ОЦК решетке составляет /8, т. е. при выходе этих ной затраты энергии на поворот рядов молекул W2C обеих граней на поверхность образца угол между ниотносительно ПУ рядов атомов W на грани (112), т. е.

ми составит 7/8. Таким образом, чистая цилиндричежелательностью как можно меньших углов поворота ская поверхность газофазного монокристаллического W рядов молекул W2C, а также данными указанных вы- представляет террасы с наклонными стенками из граше работ, особенно в части, наиболее реальной W2C ней (110).

признана модель структуры с = 1.667. Расположение Однако при промежуточном угле падения пучка, комолекул W2C относительно подложки для нее приве- гда наблюдаются постепенное исчезновение рефлексов дено на рис. 4, c. При этом отклонение от идеальной серии {h0} и {0k}, где h = k = ±1, ±2, ±3,..., на грани W2C (0001) с минимальным расстоянием между картине от грани (112) и переход последней в картину атомами W, равным 0.299 nm [24], составляет по трем от грани (110), можно заметить, что рефлексы серий из главных направлений соответственно 1.64, -2.58 и {2h + 1}, {2k + 1}, где h = k = 0, ±1, ±2,..., для -6.05%, т. е. для двух последних расстояние между обеих картин в пределах первого порядка рефлексов атомами W в молекуле W2C много меньше идеального. приблизительно совпадают. Но так как обратная решетка Отклонение же от идеальной, равной для W (112) идеальной грани (110) в направлениях [10] и [10] должна W2C Журнал технической физики, 2002, том 72, вып. Состав примесей и очистка цилиндрической поверхности... быть на 15.47% короче такой же решетки для гра- По содержанию примесей уже в приповерхностных ни (112) (рис. 3, e), то отсюда следует, что на реальной слоях (но не на самой поверхности) газофазный моподложке какая-то из граней (110) или (112) искажены. нокристалл W оказывается ничуть не хуже плавленого Из общих соображений, основанных на стремлении совершенного монокристалла W, специально отобрансложной поверхности иметь рельеф с минимальной ного и приготовленного согласно требованиям, предъэнергией, следует, что с большой вероятностью иска- являемым к монокристаллам современными методами жению должны подвергаться наклонные стенки террас, исследования поверхности. Главным же достоинством имеющие по отношению к их основаниям повышенную исследованного материала является достаточно малое энергию и к тому же из-за этого наклона перменный содержание в его объеме самой вредной для эмиссипотенциальный рельеф. Т. е. в первом приближении ряды онной электронной примеси — углерода, что позвоатомов W грани (110) вдоль постоянной ОЦК-решетки ляет при принятии специальных стандартных мер по должны быть сжаты до состояния плотной упаковки. его удалению получить атомночистую поверхность. Для уменьшения же загрязнений поверхности, в особенности Возможны только два типа искажений грани (110), углеродом, что в дальнейшем значительно облегчит отвечающие наблюдаемым картинам ДМЭ. В одном из очистку от него, можно рекомендовать более строгое них можно предположить, что для обеспечения стыковки выполнение требований вакуумной гигиены, переход к грани (110) с гранью(112) по их границе раздела, т. е. в средствам откачки, не содержащим углеводородов, и желобах террас, грань (110) (рис. 4, d) перестраивается обязательное проведение очистки электродов ТЭП от таким образом, что направления двух типов ее ПУ рядов углерода по описанной выше методике непосредственно в каждом из двух типов доменов начинают совпадать в ТЭП перед пуском его в рабочий режим.

с направлениями наклонных рядов первого порядка на грани (112), проходящих под углом 3129 к направлению ее ПУ рядов (рис. 4, b). При другом типе искажений грани (110), удовлетворяющих наблюдаемым картинам Список литературы ДМЭ, можно предположить ее искажение до грани (111) [1] Зыков Б.М., Кобяков В.П., Нардая Ю.И. // Высокочистые ГЦК, или, что то же самое, до грани (0001) ГПУ вещества. 1991. № 4. C. 125.

(рис. 4, e). При этом рефлексы на картинах ДМЭ от гра[2] Зыков Б.М., Нардая Ю.И. // ЖТФ. 1995. Т. 65. Вып. 4.

ней (110) и (112) по направлениям, параллельным оси h, С. 150.

станут совпадать, а по направлениям, перпендикулярным [3] Зыков Б.М., Цхакая В.К. // ЖТФ. 1979. Т. 49. Вып. 8.

к ней (т. е. параллельным оси k), в пределах рефлексов С. 1700.

первого порядка станет наблюдаться расхождение на [4] Зыков Б.М., Сабельников А.М., Цхакая В.К. // Поверх5.72% в сторону сжатия картины от грани (110) отноность. 1990. № 6. С. 48.

сительно неискаженной грани (112). Это расхождение [5] Зыков Б.М., Сабельников А.М., Цхакая В.К., Чилингарапрактически неощутимо при визуальном наблюдении в швили Р.С., Ярыгин В.И. // Поверхность. 1983. № 4. С. 65.

пределах рефлексов первого порядка. В этом случае [6] Зыков Б.М., Цхакая В.К. // ЖТФ. 1980. Т. 50. Вып. 8.

стыковка граней (110) и (112) в желобе (и на гребне) С. 1771.

[7] Зыков Б.М., Сабельников А.М., Цхакая В.К. // Поверхтеррасы станем происходить по общему ПУ ряду атомов ность. 1990. № 9. С. 22.

W. Учитывая появляющееся при этом дополнительное [8] Зыков Б.М., Сабельников А.М., Цхакая В.К. // Поверхсильное понижение энергии в желобе из-за образования ность. 1986. № 12. С. 21.

там ПУ ряда атомов, последний вариант искажения [9] Зыков Б.М., Нардая Ю.И., Сабельников А.М. // Высокочинаклонной грани (110) при стыковке ее с (112) следует стые вещества. 1991. № 4. С. 116.

считать более предпочтительным.

[10] Зыков Б.М., Кобяков В.П., Нардая Ю.И. // Высокочистые вещества. 1991. № 1. С. 71.

[11] Кобяков В.П. // Кристаллография. 1996. Т. 41. № 8. C. 552;

Pages:     | 1 | 2 || 4 |



© 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.