Сверхвысоковакуумная сканирующая туннельная микроскопия многослойных поверхностных структур тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Барановский, Роман Евгеньевич

• Барановский, Роман Евгеньевич
• кандидат физико-математических наук
• 2002

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Барановский, Роман Евгеньевич

Введение.

Защищаемые положения.

Апробация работы и публикации.

Глава 1. Методика эксперимента.

1.1. Экспериментальная установка.

1.2. Сканирующая туннельная микроскопия.

1.2.1. Физические основы сканирующей туннельной микроскопии.

1.2.2. Вакуумный модуль сканирующего туннельного микроскопа.

1.2.3. Подготовка зондов.

1.3. Электронная Оже-спектроскопия.

1.3.1. Физические основы ЭОС.

1.3.2. Анализатор электронов типа «цилиндрическое зеркало».

1.4. Термодесорбционная масс-спектрометрия.

1.4.1. Физические основы метода.

1.4.2. Реализация метода термодесорбционной масс-спектрометрии.

1.5. Дифракция медленных электронов.

1.5.1. Физические основы ДМЭ.

1.5.2. Трехсеточный анализатор электронов.

1.6. Выводы к Главе 1.

Глава 2. Обработка изображений, получаемых методом сканирующей туннельной микроскопии.

2.1. Введение.

2.2. Калибровка прибора и устранение искажений в изображениях.

2.2.1. Общая характеристика искажений.

2.2.2. Устранение искажений, вызванных дрейфом и установочным наклоном образца.

2.2.3. Калибровка прибора.

2.3. Обработка изображений.

2.3.1. Основные методы обработки.

2.3.2. Преобразование Фурье.

2.4. Интерпретация изображения неоднородной поверхности.

2.4.1. Поверхность с сильно развитым рельефом.

2.4.2. Поверхность с неоднородной электронной структурой.

2.5. Выводы к Главе 2.

Глава 3. Углеродные материалы на основе нанотрубок.

3.1. Общие сведения.

3.1.1. Строение углеродных нанотрубок.

3.1.2. Методы получения углеродных нанотрубок.

3.1.3. СТМ исследования одностенных углеродных нанотрубок.

3.1.4. Материал «Bucky-рарег».

3.1.5. Постановка задачи.

3.2. Структура материала «Виску paper».

3.2.1. Методика измерений.

3.2.2. Подготовка образца.

3.2.3. Анализ СТМ данных.

3.2.4. Сравнение СТМ результатов с данными КРС и ПЭМ.

3.5. Выводы к Главе 3.

Глава 4. Структура поверхности графита при воздействии низкоэнергетических ионов.

4.1. Общие сведения.

4.1.1. Введение.

4.1.2. Особенности взаимодействия низкоэнергетических ионов с поверхностью.

4.1.3. Радиационные дефекты на поверхности графита.

4.1.4. Постановка задачи.

4.2. Результаты эксперимента и их обсуждение.

4.2.1 Методика эксперимента.

4.2.2. Результаты СТМ измерений.

4.2.3. Идентификация дефектов.

4.3. Выводы к Главе 4.

Глава 5. Многослойные структуры в системе Cu(l 11)/12.

5.1. Кристаллография поверхности при адсорбции.

5.1.1. Классификация поверхностных структур.

5.1.2. Рисунок Муара (Moiré pattern).

5.1.3.Поверхностное напряжение и способы его релаксации.

5.1.4. Выбор модельной системы.

5.2. Адсорбция йода на Cu(l 11).

5.2.1. Анализ работ по адсорбции йода на Cu(l 11).

5.2.2. Постановка задачи.

5.2.3. Приготовление объекта исследования и методика измерений.

5.3. Субмонослойное покрытие йода.

5.3.1. Треугольные нанообъекты.

5.3.2. Структурная модель и механизм формирования треугольных нанообъектов.

5.4. Эпитаксиальный рост йодида меди.

5.4.1. Зарождение островков.

5.4.2. Тонкая пленка.

5.4.3. Толстая пленка.

5.4.4. Структура интерфейса Cul(l 11)/Cu(l 11).

5.5. Выводы к главе 5.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Сверхвысоковакуумная сканирующая туннельная микроскопия многослойных поверхностных структур»

С начала 60-х годов стремительно увеличивается количество работ, посвященных изучению свойств поверхности твердого тела. Одной из причин подобного интереса можно, по-видимому, считать осознание важности законов физических процессов на поверхности, а также то влияние, которое оказало подобное понимание на многочисленные практические применения. Действительно, большинство современных достижений в таких областях, как микроэлектроника, оптика, материаловедение и других обязаны своим существованием именно глубокому пониманию физических и химических свойств поверхности.

Поверхность представляет значительный интерес и с фундаментальной точки зрения, так как может рассматриваться как особый род дефекта твердого тела. Наше понимание свойств кристаллов во многом основано на предположении об идеальной периодичности их атомной структуры в трех направлениях. Появление поверхности разрушает периодичность в одном из направлений и может приводить к структурным изменениям и к появлению локализованных электронных и колебательных состояний. Таким образом, поверхность представляет собой пример структуры с пониженной размерностью, интерес к которым заметно усилился в последние десять лет и постоянно смещается в сторону объектов все меньшей размерности.

Свойства поверхности твердого тела задаются несколькими верхними атомными слоями, поэтому задача определения их точного строения, электронной структуры и химического состава имеет первостепенное значение. Такая постановка вопроса определила также и совокупность экспериментальных подходов, используемых современной наукой о поверхности. К методам, позволяющим установить элементный состав и химическое строение поверхностных слоев, относятся, например, рентгеновская и ультрафиолетовая фотоэлектронные спектроскопии (РФЭС и

УФЭС), оже-электронная спектроскопия (ЭОС), термодесорбционная масс-спектрометрия (ТДМС), рассеяние ионов и методы колебательной спектроскопии (например, спектроскопия характеристических потерь энергии электронов высокого разрешения (СХПЭЭВР или НКЕЕЬ8)). Среди методов, позволяющих определить структуру поверхности, следует отметить такие, как дифракция медленных электронов (ДМЭ), методы, основанные на анализе протяженной тонкой структуры края поглощения рентгеновских лучей (ЕХАБЗ, ХАМ^) и, в последнее время, методы сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ).

Большинство из упомянутых структурных методов анализа основаны на явлениях дифракции или рассеяния и предоставляют информацию о симметрии поверхности и/или атомных расстояниях, усредненную по значительной области поверхности, 1 мкм 4- 1мм. Однако повышенный интерес, возникший в последние годы к объектам низкой размерности и отдельным наноструктурам на поверхности, которые часто можно рассматривать как многослойные системы с ограниченными латеральными размерами, не может быть в полной мере удовлетворен за счет использования таких методов. Ситуация заметно улучшилась с начала девяностых годов, когда в практику экспериментальной физики поверхности реально вошел сверхвысоковакуумный сканирующий туннельный микроскоп (СТМ) [1]. При этом стало возможным локальное изучение свойств и строения поверхностных объектов с истинным атомным разрешением в реальном пространстве. К сожалению, возможность получать информацию о строении только самого верхнего слоя исследуемой поверхности, а также тот факт, что данные, полученные при помощи СТМ, могут быть значительно искажены сопутствующими эффектами, такими как дрейф или нелинейность сканера, не позволяли поначалу использовать сканирующий туннельный микроскоп для исследования поверхности в полной мере. Как оказалось впоследствии, перечисленные недостатки во многих случаях могут быть преодолены за счет использования дополнительных экспериментальных методик, специальных алгоритмов обработки полученных данных и правильной калибровки прибора.

Наиболее известной работой по расшифровке многослойной структуры поверхности следует считать определение строения реконструкции (7x7) поверхности Si(lll) - одну из первых работ, в которой СТМ был успешно использован как инструмент для структурных исследований. Наличие реконструкции на поверхности Si(lll) было установлено значительно раньше, однако до СТМ работ Биннинга и Рорера [2] достоверно определить ее строение не удавалось. Использование результатов Биннинга и Рорера позволило Такаянаги и др. [3] установить сложную трехмерную структуру реконструированной поверхности, а также подтвердило уникальность самого метода. За эти работы, а также за изобретение СТМ Биннинг и Рорер были удостоены Нобелевской премии. В другой, сравнительно недавней работе Безенбахера и др. [4], СТМ был успешно применен для расшифровки двухслойной структуры дислокационных петель, формирующихся в поверхностном сплаве Ni-Au на поверхности Au(lll). При этом авторы использовали способность СТМ различать атомы, находящиеся в различных адсорбционных состояниях, а также дополнительные теоретические соображения. Работа Андрюшечкина и др. [5] в значительной степени опирается на данные преобразования Фурье СТМ изображений (ПФ-СТМ) для расшифровки строения реконструкции (17x17) хлора на грани (111) серебра. Существует также ряд работ, где СТМ был использован для определения строения поверхностей, демонстрирующих муаровый рисунок, т.е. заведомо многослойных систем [6]. Большое количество работ с использованием СТМ было также посвящено изучению структуры нанообъектов, осажденных на подложку, в частности, углеродных нанотрубок на металлических поверхностях [7]. Таким образом, СТМ доказал свою полезность при изучении многослойных систем.

Используемые дополнительные экспериментальные методы и подходы к обработке данных, зачастую являются уникальными для каждой исследуемой системы. Именно поэтому, систематизация имеющихся данных и получение новых результатов по многослойным системам и методам их исследования является серьезной и важной научной задачей.

В диссертации представлены результаты исследования многослойных поверхностных структур методом сверхвысоковакуумной сканирующей туннельной микроскопии и продемонстрирована применимость данного метода к системам, состоящих из нескольких слоев. В качестве анализируемых систем выбраны поверхностные объекты, изучение которых само по себе представляет научный интерес, а также позволяет развить новые методические подходы для их анализа. Наряду с СТМ в работе были использованы методы термодесорбционной масс-спектрометрии и электронной оже-спектроскопии. Для проведения структурных исследований использована дифракция медленных электронов и рентгеноструктурный анализ.

Основными предметами изучения данной работы являлись следующие:

• Структура и морфология нового, бумагоподобного материала (т.н. "Ьиску-рарег"), образованного одностенными углеродными нанотрубками. На момент проведения исследования, материал был только что синтезирован, и целью работы было определение его структуры, в том числе и на атомном уровне.

• Визуализация различных типов радиационных дефектов, формируемых на поверхности монокристалла графита при облучении ее ионами Аг+ с околопороговыми значениями энергии. Несмотря на возможность формирования различных типов дефектов на поверхности графита при облучении его ионами с энергией, превышающей пороговые значения, на момент проведения исследования не существовало работ, однозначно доказывающих формирование различных типов дефектов и позволяющих судить об их возможных изменениях во времени или при воздействии внешних условий. Задачей этой части работы являлась «визуализация» различных типов дефектов на поверхности графита и анализ их поведения в зависимости от времени или внешних воздействий.

• Исследование процессов релаксации поверхностного напряжения в системе I/Cu(lll) при домонослойных покрытиях. Целью данной части работы было изучение атомной структуры поверхности, формирующейся при релаксации поверхностного напряжения при домонослойных покрытиях йода на Cu(lll).

• Исследование процессов роста йодида меди на поверхности Cu(lll). В работе проведено исследование различных стадий роста йодида меди на поверхности Си(111). Основными задачами исследования являлись изучение процесса роста Cul, определение атомной структуры формирующихся слоев йодида меди, а также атомное строение интерфейса Cu(l 11) - Cul.

Структурно диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. В связи с тем, что в диссертации приведены результаты исследований трех достаточно разнородных систем, анализ литературы по каждой проблеме приведен в начале соответствующих глав (3, 4, 5).

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Барановский, Роман Евгеньевич

Основные выводы диссертации формулируются следующим образом:

1. Методом сканирующей туннельной микроскопии установлено, что материал Ьиску-рарег представляет собой переплетение жгутов, состоящих из одностенных нанотрубок. Впервые получены атомно-разрешенные изображения отдельных нанотрубок в составе объемного материала и определены их параметры, такие как угол хиральности и диаметр. Предложен метод измерения диаметров нанотрубок в составе материала, позволяющий избежать влияния различия в локальной электронной плотности нанотрубок и подложки на результаты измерений. Установлено, что, несмотря на то, что преобладающие диаметры нанотрубок лежат в диапазоне 0.9-1.4 нм, материал также содержит нанотрубки других размеров.

2. Впервые формирование радиационных дефектов на поверхности при ионной бомбардировке материала и изучение их атомной структуры были проведены в условиях сверхвысокого вакуума. Установлено, что на поверхности (0001) монокристалла графита после облучения ионами аргона с энергиями 45 и 55 эВ образуются дефекты, различимые в СТМ-изображениях. На основании поведения дефектов предположено, что темные дефекты являются вакансиями, а светлые дефекты - междоузлиями или же вакансиями, уже захватившими атомные кластеры.

3. В слое йода, адсорбированном на поверхности Си(111), при степени покрытия 0 ж 0.30 МС обнаружена квазипериодическая структура из нанообъектов треугольной формы. Идентифицировано два типа объектов. Внутренняя структура одного из них представляет собой поверхностную решетку Си(111)-(2х2)-1, а второго - Си(111)-(^Зхл/3)-К30°-1. Установлено, что для объектов со структурой (2x2) существуют предпочтительные размеры соответствующие трем и шести заполняющим их атомам йода.

4. Предложен механизм формирования нанообъектов, основанный на релаксации индуцированного адсорбатом поверхностного напряжения, которое возникает при адсорбции йода на Си(111). В рамках данного подхода обнаруженные объекты интерпретированы как дислокационные петли несоответствия в двойном слое Cu-I, которые представляют собой медные островки, покрытые йодом, каждый атом которых сдвинут из положения близких к положениям над атомом по отношению к подлежащему медному слою подложки в положение с трехкратной симметрией.

5. Обнаружено, что рост йодида меди при адорбции йода на поверхность Cu(lll) происходит послойно в ориентации (111) с разворотом относительно атомной решетки подложки. Измеренные межатомные расстояния на поверхности Cul(lll) (4.3 Á) оказались близкими к соответствующему параметру объемного йодида меди (4.28Á).

6. Впервые установлено, что атомная структура интерфейса Cu/Cul близка к структуре насыщенного монослоя йода на поверхности Cu(lll) и представляет собой одноосно сжатый слой йода с линейными доменными стенками.

Благодарности

Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю Константину Николаевичу Ельцову за постоянную заботу, внимание и помощь в работе. Особую признательность автор выражает также сотрудникам лаборатории поверхностных явлений ЦЕНИ ИОФ РАН Андрюшечкину Борису Владимировичу за помощь в интерпретации результатов, Шевлюге Владимиру Михайловичу за помощь в проведении эксперимента и Юрову Владимиру Юрьевичу за поддержку и помощь при проведении исследований.

Заключение

В диссертации представлены результаты исследования поверхностных структур методом сверхвысоковакуумной сканирующей туннельной микроскопии и продемонстрирована применимость данного метода к системам, состоящих из нескольких слоев. В качестве анализируемых систем были выбраны поверхностные объекты, изучение которых само по себе представляет научный интерес, а также позволяет развить новые методические подходы для их анализа.

В случае нового углеродного материала из нанотрубок фиску-paper) впервые на атомном уровне in situ (не разрушая естественного окружения) методом СТМ охарактеризован уникальный углеродный материал и определена атомная структура отдельных элементов. Исследования единичных радиационных дефектов на поверхности (0001) монокристалла графита позволили впервые визуализировать формирование двух различных типов дефектов и изучить влияние внешних воздействий на их поведение. При изучении адсорбции йода на поверхность (111) монокристалла меди впервые обнаружено формирование дислокационных петель несоответствия в двойном слое Cu-I. Также изучены процессы формирования йодида меди и впервые определена атомная структура интерфейса Cu/Cul в реакции йодирования Cu(lll).

Наряду с алгоритмами калибровки сканирующего туннельного микроскопа нами был выделен и опробован ряд методических приемов обработки данных микроскопии при изучении многослойных систем. К наиболее действенным приемам следует отнести двумерное преобразование Фурье и специальные алгоритмы компенсации искажений в СТМ-изображениях.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Барановский, Роман Евгеньевич, 2002 год

1. G. Binnig, Н. Rohrer, "Scanning tunnelling microscopy", IBM J.Res.Dev. 30 (1986) 355-369.

2. G. Binnig, H. Rohrer, C. Gerber and E. Weibel, "7x7 reconstruction on Si(lll) resolved in real space", Phys.Rev.Lett. 50 (1983) 120-123.

3. K. Takayanagi, Y. Tanishiro, M. Takahashi, S. Takahashi, "Structure-analysis of Si(lll) 7x7 reconstructed surface by transmission electron-diffraction", Surf.Sci. 164 (1985) 367-392.

4. J. Jacobsen, L. Pleth Nielsen, F. Besenbacher, I. Stensgaard, E. Laegsgaard, T. Rasmussen, K.W. Jacobsen and J.K. Norskov, "Atomic-Scale Determination of Misfit Dislocation Loops at Metal-Metal Interfaces", Phys.Rev.Lett 75 (1995) 489-492.

5. B.V. Andryushechkin, K.N. Eltsov, V.M. Shevlyuga, V.Yu. Yurov, "Atomic structure of saturated chlorine monolayer on Ag(lll) surface", Surf.Sci. 4071998) L633-L639.

6. S. Terada, T. Yokoyama, N. Saito, Y. Okamoto, T. Ohta, "Growth and moire superstructure of palladium films on Ni(lll) studied by STM", Surf.Sci. 433-4351999) 657-660.

7. J.W. Wildoer, L.C. Venema, G.R. Rinzler, R.E. Smalley, C. Dekker, "Electronic structure of atomically resolved carbon nanotubes", Nature 391 (1998) 59-62.1. Гпава 1.

8. M. Пратон, "Введение в физику поверхности", Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2000.

9. М. De Crescenzi, "Structural surface investigations with low-energy backscattered electrons", Surf.Sci.Reports 21 (1995) 89-175.

10. K.N. Eltsov, G.Ya. Zueva, A.N. Klimov, V.V. Martynov and A.M. Prokhorov, "Reversible coverage-dependent Cu+Clads-»CuCl transition on Cu(lll)/Cl2 surface", Surf.Sci. 251/252 (1991) 753-758.

11. K.N. Eltsov, V.M. Shevlyuga, V.Yu. Yurov, A.V. Kvit and M.S. Kogan, "Sharp tungsten tips prepared for STM study of deep nanostructures in UHV", Phys.Low-Dim.Struct. 9/10 (1996) 7-14.

12. J. Bardeen, "Tunnelling from a many-particle point of view", Phys.Rev.Lett. 6 (1961)57-59.

13. J. Tersoff, D.R. Hamann, "Theory and application for the scanning tunneling microscope", Phys.Rev.Lett. 50 (1983) 1998-2001.

14. J. Tersoff, D.R. Hamann, "Theory of the scanning tunneling microscope" Phys. Rev. В 31 (1985) 805-813.

15. R.J. Hammers, "Atomic-resolution surface spectroscopy with the scanning tunneling microscope", Ann.Rev.Phys.Chem. 40 (1989) 531-559.

16. D.W. Pohl, "Dynamic piezoelectric translation devices", Rev.Sci.lustrum. 58 (1987) 54-57.17. "Анализ поверхности методами оже- и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии", под.ред. Д.Бригса, М.Сиха, М.: Мир, 1987.

17. Т.А.Карлсон, "Фотоэлектронная и оже-спектроскопия", М. Машиностроение, 1981.

18. Д. Вудраф, Т. Делчар, "Современные методы исследования поверхности", Москва, Мир, 1989

19. P. A. Redhead, "Thermal desorption of gases", Vacuum 12 (1962) 203-211.

20. B.W. Holland, D.P. Woodruff, "Missing spots in low-energy electron-diffraction", Surf.Sci. 36 (1973) 488-493.1. Глава 2.

21. G.F.A. van de Walle, J.W. Gerritsen, H. van Kempen, P.Wyder, "High-stability scanning tunneling microscope", Rev.Sci.lustrum. 56 (1985) 1573-1576.

22. D.W. Pohl, "Some design criteria in scanning tunneling microscopy", IBM J.Res.Develop. 30 (1986) 417-427.

23. A.M. Simpson, W. Wolfs, "Thermal-expansion and piezoelectric response of pzt channel-5800 for use in low-temperature scanning tunneling microscope designs", Rev.Sci.Instrum. 58 (1987) 2193-2195.

24. J.K. Gimzewski. E. Stoll, R.R. Schüttler, "Scanning tunneling microscopy of individual molecules of copper phthalocyanine adsorbed on polycrystalline silver surfaces", Surf.Sci. 181 (1987)267-277.

25. E. Ganz, K. Sattler, J. Clarke, "Scanning tunneling microscopy of silver, gold, and aluminum monomers and small clusters on graphite", J. Vac. Sei. Technol. A 6 (1988)419-423.

26. E.P. Stoll, "Restoration of stm images distorted by time-dependent piezo driver aftereffects", Ultramicroscopy 42 (1992) 1585-1589.

27. H. Kawakatsu, Y Hoshi, T. Higuchi, H. Kitano, "Crystalline lattice for metrological applications and positioning control by a dual tunneling-unit scanning tunneling microscope", J.Vac.Sci.Technol. B 9 (1991) 651-654.

28. L.E.C. van de Leemput, P.H.H. Rongen, B.H. Timmerman, H. van Kempen, "Calibration and characterization of piezoelectric elements as used in scanning tunneling microscopy", Rev.Sci.Instrum. 62 (1991) 989-992.

29. L. Libioulle, A. Ronda, M. Taborelli, J.M. Gilles, "Deformations and nonlinearity in scanning tunneling microscope images", J.Vac.Sci.Technol. B 9 (1991) 655-658.

30. J.G. Adler, T.T. Chen, M.C. Gallagher, M.K. Konkin, D.P. Mullin, "Comparison of various low-temperature scanning tunneling microscopy designs for use in spectroscopy and topography", J. Vac.Sei. Technol. B 9 (1991) 992-995.

31. V.Yu. Yurov and A.N Klimov, "Scanning tunneling microscope calibration and reconstruction of real image drift and slope elimination", Rev.Sci.Instrum., 65 (1994) 1551-1557.

32. В.Ю.Юров, А.Н.Климов, "Восстановление истинного СТМ-изображения поверхности с учетом дрейфа, наклона образца и калибровки керамики СТМ", Труды ИОФАН, 49(1995), 5-19.

33. Т. Hasegava, К. Takata, S. Hosaka, S. Hosoki, "Initial-stage of au adsorption onto a si(lll) surface studied by scanning tunneling microscopy", J. Vac.Sci.Technol. В 9 (1991) 758-760.

34. G.E. Poirier, J.M. White, "Diffraction grating calibration of scanning tunneling microscope piezoscanners", Rev.Sci.Instrum. 61 (1990) 3917-3918.

35. Andryushechkin B.V., Eltsov K.N., Shevlyuga V.M., "Atomic scale observation of iodine layer compression on Cu(l 11)", Surf.Sci. All (2001) 80-88.

36. F. Besenbacher, "Scanning tunneling microscopy studies of metal surfaces", Rep.Prog.Phys. 59 (1996) 1737-1802.1. Гпава 3.

37. E.A. Rohlfing, D.M. Cox, A.J. Kaldor, "Production and characterization of supersonic carbon cluster beams", Chem.Phys. 81 (1984) 3322-3330.

38. H.W. Kroto, J.R. Heath, S.C. O'Brien, S.C. Curl, R.E. Smalley, "C-60 -buckminsterfullerene", Nature 318 (1985) 162-163.

39. G. Dresselhaus, P.C. Eklund, "Science of Fullerenes and Carbon Nanotubes", Academic Press, New York, 1996.

40. F. Banhart, P.M. Ajayan, "Carbon onions as nanoscopic pressure cells for diamond formation", Nature 382 (1996) 433

41. D. Bernaerts, S. Amelinckx, X.B. Zhang, G. Van Tendeloo, J. Van Landuyt, "Structural aspects of carbon nanotubes", Proceedings of the International

42. Winterschool on Electronic Properties of Novel Materials "Physics and Chemistry of Fullerenes and Derivatives", Kuzmany Hans edit., e.a., Singapore, World Scientific, 1995, p. 551-555

43. J.W. Mintmire, B.I. Dunlap, C.T. White, "Are fullerene tubules metallic", Phys. Rev. Lett. 68 (1992) 631-634.

44. N. Hamada, S. Sawada, A. Oshiyama, "New one-dimensional conductors -graphitic microtubules", Phys.Rev.Lett. 68 (1992) 1579-1581.

45. S. Iijima, "Helical microtubules of graphitic carbon", Nature 354 (1991) 56-58.

46. S. Iijima, T. Ichihashi, "Single-shell carbon nanotubes of 1-nm diameter", Nature 363 (1993) 603-605.

47. M. Ge, K. Sattler, "Vapor Condensaion Generation and STM Analysis of Fullerene Tubes", Science 260 (1993) 515-518

48. T.W. Odom, J-L. Huang, Ph. Kirn, Ch.M. Lieber, "Atomic structure and electronic properties of single-walled carbon nanotubes", Nature 391 (1998) 62 -64.

49. C.H. Kiang, W.A. Goddard, R. Beyers, D.S. Bethune, "Carbon nanotubes with single-layer walls", Carbon 33 (1995) 903-914.

50. A. Thess, R. Lee, P. Nikolaev, H.J. Dai, P. Petit, J. Robert, C.H. Xu, Y.H. Lee, S.G. Kim, A.G. Rinzler, D.T. Colbert, G.E. Scuseria, D. Tomanek, J.E. Fischer, R.E. Smalley, "Crystalline ropes of metallic carbon nanotubes", Science 273 (1996) 483-487.

51. C. Journet, W.K. Maser, P. Bernier, A. Loiseau, M.L. delaChapelle, S. Lefrant, P. Deniard, R. Lee, J.E. Fischer, "Large-scale production of single-walled carbon nanotubes by the electric-arc technique", Nature 388 (1997) 756-758.

52. J.C. Charlier, X. Gonze, J.P. Michenaud, "First-principles study of carbon nanotube solid-state packings", Europhys. Lett. 29 (1995) 43-48.

53. T. Guo, P. Nikolaev, A.G. Rinzler, D. Tomanek, D.T. Colbert, R.E. Smalley, "Self-assembly of tubular fullerenes" J.Phys.Chem 99 (1995) 10694-10697.

54. А. В. Елецкий, "Углеродные нанотрубки", УФН167 (1997) 945-972.

55. G.I. Mark, L.P. Biro, J. Gyulai, "Simulation of STM images of three-dimensional surfaces and comparison with experimental data: Carbon nanotubes", Phys. Rev.B 58 (1998) 12645 12648.

56. L.P. Biro, J. Gyulai, Ph. Lambin, J.B. Nagy, S. Lazraescu, G.I. Mark, A. Fonseca, P.R. Surjan, Zs. Szekeres, P.A. Thiry, A.A. Lucas, "Scanning tunneling microscopy (STM) imaging of carbon nanotubes", Carbon 36 (1998) 689 696.

57. V. Meunier, Ph. Lambin, "Tight-binding computation of the STM image of carbon nanotubes", Phys. Rev. Lett. 81 (1998) 5588 5591.

58. C.H. Oik, J. Heremans, M.S. Dresselahaus, J.S. Speck, J.T. Nicholls, "Scanning tunneling microscopy of a stage-1 CuCln graphite intercalation compound", Phys. Rev. В 42 (1990) 7524 7529.

59. D. Lovall, M. Buss, E. Graugnard, R.P. Andres, R. Reifenberger, "Electron emission and structural characterization of a rope of single-walled carbon nanotubes", Phys.Rev.B 61 (2000) 5683-5691.

60. C.K.W. Adu, G.U. Sumanasekera, B.K. Pradhan, H.E. Romero, P.C. Eklund, "Carbon nanotubes: A thermoelectric nano-nose", Chem.Phys.Lett. 337 (2001) 31-35.

61. B. W. Smith, M. Monthioux, D. E. Luzzi, "Encapsulated C-60 in carbon nanotubes", Nature 396 (1998) 323-324.1. Гпава 4

62. A.H. Agajanian, in Ion Implantation in Microelectronics: a Comprehensive Bibliography, Plenum, New York, 1981.

63. Matsukawa T., Suzuki S., Fukai T., Tanaka T., Ohdomari I., "STM observation of'craters' on graphite surface induced by single ion implantation", Appl.Surf.Sci., 107(1996) 227-232.

64. W. Choi, C. Kim, H. Kang, "Interactions of low energy (10-600 eV) noble gas ions with a graphite surface: surface penetration, trapping and self-sputtering behaviors", Surf. Sci. 281 (1993), 323-335.

65. D. Marton, K.J. Boyd, T. Lytle, J.W. Rabalais, "Near-threshold ion-induced defect production in graphite", Phys. Rev. B 48, 10 (1993), 6757-6765

66. D. Marton, K.J. Boyd, T.E. Lytle and J.W. Rabalais, "Auger electron spectroscopy of krypton subplanted in graphite", Surf Sci. 282 (1993) 113-121

67. S.E. Donnelly, W.S. Brooks, V. Vishnyakov, E. Meyer, A. Connell, C. Pearson, R. Stockmann, R. Valizadeh, "Scanning tunneling microscopy system for the study of surfaces irradiated with low-energy ions", J.Vac.Sci.Technnol. B 11 (1993) 141-147.

68. H. Kang, K.H. Park, C. Kim, B.S. Shim, S. Kim, D.W. Moon, "Point defect formation on graphite surface induced by ion impact at energies near penetration threshold", Nuclear Inst. & Meth. in Physics Res. B67 (1992), 312-315.

69. H.J. Steffen, C.D. Roux, D. Marton and J.W. Rabalais, "Auger-electron-spectroscopy analysis of chemical states in ion-beam-deposited carbon layers on graphite", Phys. Rev. B 44 (1991) 3981-3990.

70. D. Marton, H. Bu, K.J. Boyd, S.S. Todorov, A.H. Al-Bayati, J.W. Rabalais, "On the defect structure due to low energy ion bombardment of graphite", Surf Sci. 326(1995) L489-L493

71. H.J. Steffen, D. Marton and J.W. Rabalais. "Displacement energy threshold for Ne+ irradiation of graphite", Phys. Rev. Lett. 68 (1992) 1726-1729

72. H.J. Steffen, D. Marton, J.W. Rabalais, "Defect formation in graphite during low-energy ne+ bombardment" Nucl.Instrum.Methods B 67 (1992) 308-311.

73. J.R. Hahn, H. Kang, S. Song, I.C. Jeon, "Observation of charge enhancement induced by graphite atomic vacancy: A comparative STM and AFM study", Phys.Rev.B 53 (1996) R1725-R1728.

74. J.R. Hahn, H. Kang, "STM study of Ar+-induced defects produced by near-threshold energy collision", Surf.Sci. 357-358 (1996) 165-169.

75. T. Sakurai, T. Hashizume, I. Kamiya, Y. Hasegawa, N. Sano, H.W. Pickering, A. Sakai, "Field ion-scanning tunneling microscopy", Progress in Surf.Sci. 33 (1990) 3-89.

76. S. Heike, T. Hashizume, Y. Wada, "In situ control and analysis of the scanning tunneling microscope tip by formation of sharp needles on the Si sample and W tip", J.Vac.Sci.Tech. B. 14(1996) 1522-1526.1. Глава 5.

77. R.L. Park, H.H. Madden, "Annealing changes on (100) surface of palladium and their effect on со adsorption", Surf.Sci. 11 (1968) 188.

78. E.A.Wood, "Vocabulary of surface crystallography", J.AppI.Phys. 35 (1964) 1306.

79. M.W.Roberts, C.S.McKee, "Chemistry of the Metal-Gas Interface", Oxford University Press, 1978

80. K.M. Ostyn C.B. Karter, "On the reduction of nickel-oxide", Surf.Sci. 121 (1982)360-374.

81. T. Wiederholt, H. Brune, J.Wintterlin, R.J. Behm, G. Ertl, "Formation of two-dimensional sulfide phases on Al(lll): an STM study", Surf.Sci., 324 (1995) 91105

82. Y.J. Kim, C. Westphal, R.X. Ynzunza, Z. Wang, H.C. Galloway, M. Salmeron, M.A. Van Hove, C.S. Fadley, "The growth of iron oxide films on Pt(lll): a combined XPD, STM, and LEED study", Surf.Sci. 416 (1998) 68-111.

83. M. Ritter, W. Ranke, and W. Weiss, "Growth and structure of ultrathin FeO films on Pt(l 11) studied by STM and LEED", Phys.Rev. В 57 (1998) 7240-7251.

84. I. Sebastian, M. Heiler, K. Meinel, H. Neddermeyer, "Growth of epitaxial layers of Co and CoO on Au(l 11)", Appl. Phys. A. 66 (1998) S525-S528.

85. H. Ibach, "The role of surface stress in reconstruction, epitaxial growth and stabilization of mesoscopic structures", Surf.Sei.Rep., 29 (1997) 193-263.

86. P.R. Watson, M.A. Van Hove, K. Hermann, NIST Surface Structure Database Ver. 2.0, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, 1996.

87. Grossmann, W. Erley, H. Ibach, "Adsorbate-induced surface stress Co on Ni(100) and Ni(l 11)", Surf.Sei. 313 (1994) 209-214.

88. D. Sander, U. Linke, H. Ibach, "Adsorbate-induced surface stress sulfur, oxygen and carbon on ni(100)", Surf.Sei. 272 (1992) 318-325.

89. Grossmann, W. Erley, H. Ibach, "Adsorbate-induced surface stress measurements a new method for monitoring in-situ surface-reactions", Surf Rev.Lett. 2 (1995) 543-548.

90. A.D. Novaco, J.P. McTague, "Orientational epitaxy orientational ordering of incommensurate structures "Phys.Rev.Lett. 38 (1977) 1286-1289.

91. C.G. Shaw, S.C. Fain, M.D. Chinn, "Observation of orientational ordering of incommensurate argon monolayers on graphite", Phys.Rev.Lett. 41 (1978) 955957.

92. S. Calisti, J. Suzanne, "Orientational epitaxy of an incommensurate neon monolayer adsorbed on graphite", Surf. Sei. 105 (1981) L255-L259.

93. K.L. D'Amico, D.E. Moncton, E.D. Specht, R.J. Birgeneau, S.E. Nagler, P.M. Horn, "Rotational transition of incommensurate Kr monolayers on graphite", Phys.Rev.Lett. 53 (1984) 2250-2253.

94. K. Kern, R. David, R.L. Palmer, G. Comsa, "Commensurate, incommensurate, and rotated xe monolayers on Pt(ll 1) a He diffraction study", Phys.Rev.Lett. 56 (1986) 620-623.

95. D. L. Doering and S. Semancik, "Orientational ordering in a strongly chemisorbed system: Na on Ru(001)", Phys. Rev. Lett. 53 (1984) 66-69.

96. T. Aruga, H. Tochihara, Y. Murata, "Rotational epitaxy of chemisorbed k-monolayers on cu(OOl)", Phys. Rev. Lett. 52 (1984) 1794-1797.

97. F.C.Frank and J.H. van der Merwe, "One-dimensional dislocations .1. static theory", Proc.R.Soc.London A 198 (1949) 205-216.

98. I. Meunier, G. Treglia, J.M. Gay, B. Aufray, B. Legrand, "Ag/Cu(lll) structure revisited through an extended mechanism for stress relaxation", Phys.Rev.B 59 (1999) 10910-10917.

99. P.H.Citrin, P.Eisenberger and R.C.Hewitt, "SEXAFS studies of iodine adsorbed on single-crystal substrates", Surf.Sci. 89 (1979) 28-40.

100. P.H.Citrin, P.Eisenberger and R.C.Hewitt, "Adsorption sites and bond lengths of iodine on Cu(lll) and Cu(100) from surface extended x-ray-absorption fine-structure", Phys.Rev.Lett. 45 (1980) 1948-1951.

101. S.B. DiCenzo, G.K. Wertheim, D.N.E. Buchanan, "XPS studies of adatom adatom interactions I/Ag(l 11) and I/Cu(l 11)", Surf.Sci. 121 (1982) 411-420.

102. S.B. DiCenzo, G.K. Wertheim, D.N.E. Buchanan, "Epitaxy of Cul on Cu(l 11)", Appl.Phys.Lett. 40 (1982) 888-890.

103. J. Inukai, Y. Osawa, K. Itaya, "Adlayer structures of chlorine, bromine, and iodine on Cu(l ll) electrode in solution: In-situ STM and ex-situ LEED studies", J.Phys.Chem. B 102 (1998) 10034-10040.

104. P. Zeppenfeld, K. Kern, R. David, G. Comsa, "Diffraction from domain-wall systems", Phys. Rev. B 38 (1998) 3918.

105. Lai M.Y., Wang Y.L., "Direct observation of two dimensional magic clusters", Phys.Rev.Lett. 81 (1998) 164-167.

106. F. Besenbacher, L. Pleth Nielsen and P.T. Sprunger, in Chemical Physics of Solid surfaces and heterogeneous catalysis, vol. 8, chapter 10, Eds. D.A. King and D.P. Woodruff (Elsevier Science Publishers), 1997

107. Johnson R.A., "Surface stresses and vacancies", Surf Sci. 355 (1996) 241-247.

108. R.G.Jones, "Halogen adsorption on solid surfaces", Progr. Surf. Sei. 27 1/2 (1988) 25.

109. R.W.G. Wyckoff, Crystal Structures, Vol. 1 (John Wiley & Sons, New York, London, 1963).

110. C.Y.Nakakura, E.I.Altman, "Scanning tunneling microscopy study of halide nucleation, growth, and relaxation on singular and vicinal Cu surfaces", Surf Sei. 424(1999) 244-261.

111. POCCF^T -S 2 ГОСУДАР:,,. БИБЛИОТЕКА1. ГО 1П5Ч з- о