abstract

Wysokotemperaturowe badania spektroskopowe i topograficzne
złota o orientacji (111)
P. Kowalczyka), W. Kozłowskia), W. Olejniczaka), P.K. Dattab), Z. Kluseka)
a) Katedra Fizyki Ciała Stałego Uniwersytetu Łódzkiego, Pomorska 149/153, 90-236 Łódź, Polska,
b) Advanced Materials Research Institute, University of Northumbria, Ellison Building, Ellison Place,
Newcastle upon Tyne, NE1 8ST UK
autor do korespondencji: P. Kowalczyk, e-mail: [email protected]
Złoto jest bardzo często wykorzystywane jako podłoże przy osadzaniu molekuł i cząstek
w badaniach wykorzystujących mikroskopię (STM) i spektroskopię tunelową (STS). Wciąż
jednak niedostatecznie wiele uwagi poświęca się własnościom samego złota (rysunek 1),
którego zawiła struktura elektronowa wpływać może na uzyskiwane dane STS osadzanych
materiałów. Motywacją naszych badań było zapoznanie się z morfologią i strukturą
elektronową złota o orientacji (111) w zmiennym zakresie temperatur poczynając od
temperatury pokojowej a na temperaturach rzędu 580K kończąc. Aspekt spektroskopowych
badań wysokotemperaturowych jest tu szczególnie interesujący gdyż o ile nam wiadomo
nikt do tej pory nie podjął tego typu tematyki badawczej.
W naszej prezentacji koncentrujemy się na identyfikacji stanów elektronowych
Shockleya (SS) i Tamma (TS) (rysunek 2) pojawiających się odpowiednio na skutek
obecności przerwy energetycznej w kierunku [111] dla złota między zhybrydyzowanymi
pasmami s i p (SS) oraz na krawędzi pasma d (TS). Ponadto analizie poddajemy również
morfologię powierzchni, która ulega daleko idącym zmianom na skutek obecności dyfuzji
3
2
1
0
-2,0
-1,5
Stan Shockleya ~ -0.5 eV
4
Granica pasma d ~ -1.8 eV
Rysunek 1. Obraz STM powierzchni Au (111) z
widoczną rekonstrukcją typu herringbone
(dI/dV)/(I/V), a.u.
rekonstrukcja typu herringbone
5
Granica pasma ~ -1.0 eV
150×300 nm2
Stan Tamma ~ -1.6 eV
(szczególnie przy temperaturach sięgających 580K).
-1,0
-0,5
napięcie polaryzacji, V
0,0
Rysunek 2. Krzywa (dI/dV)/(I/V) zarejestrowana na
powierzchni Au (111). Na wykresie zaznaczono
położenia stanów Tamma, Shockleya a także granicę
pasma bulkowego oraz pasma d