2.7. Фасетирование поверхности Изменение кристаллографической ориентации на отдельных участках Выигрыш вследствие различия удельных поверхностных энергий. - презентация

1 2.7. Фасетирование поверхности Изменение кристаллографической ориентации на отдельных участках Выигрыш вследствие различия удельных поверхностных энергий. Проволоки, имеющие правильную цилиндрическую форму, после прогрева перекристаллизуются так, чтобы на поверхность были плотноупакованные грани Поверхностная энергия Зависит от кристаллографической ориентации, выше у более рыхлых граней Итог – появление участков с различной кристаллографической ориентацией. Проигрыш в энергии за счет увеличения площади поверхности Фасетирование поверхности. Не только релаксация и реконструкция Причина

2 Наблюдается на монокристаллических поверхностях при повышенных температурах на поверхности фасетки из других граней (микроогранка) Благополучная грань (011) золота Вычисления, привели к противоречивым результатам Для реконструкции атомы должны мигрировать на несколько сот ангстрем (от 200 до 2000 Å ) Необходимы значительно большие времена для перехода от структуры (1х1) к структуре (2х1), чем это наблюдается на эксперименте Эксперименты по рассеянию ионов гелия показали, что она обладает значительно большей шероховатостью, чем предсказывается моделью пропущенных рядов Расположение рефлексов на дифракционной картине соответствует структуре (2x1). Взъерошивание, гофрировка, модель пропущенных рядов Ge(110):

3 У (2х1) шероховатость 0,45 Ǻ, в случае структуры (3х1) - 1,4 Ǻ. Ленточная структура Холмы вдоль [110] на сотни Ǻ, разделены на расстояние ~8 Ǻ, т.е. структура (2х1). Часто ленты отделяются друг от друга ступенями и каналами, что ~ (3х1) и даже (4х1). Объясняет наблюдаемую по рассеянию ионов повышенную шероховатость. На стенках каналов - структура грани (111) на самом деле набор ленточных фасеток грани (111) шириной, равной 2-3 атомным рядам, Сканирующая туннельная микроскопия Au (011) Зубчатая пила

4 Si(100) - наряду с (2x1) имеются места с р(2x1) и с(2x1) Часто поверхность не равновесна Ступенчатые грани Pt, образованных срезом под углом к граням (111) или (001) Минимальную имеют только плоскости с низкими индексами. у Pt ступенчатые грани не исчезают даже при отжиге выше 700 К Устойчивость объясняется затрудненностью путей перестройки Механизмы: поверхностная диффузия термическая десорбция объемная диффузия Требуется значительная энергия, необходимо большое время Зачастую имеют дело с поверхностями не достигшими равновесного состояния По расчетам Грани, соответствующие другим направлениям, в том числе ступенчатые, не стабильны, По ДМЭ -

5 Фасетирование может стимулироваться адсорбцией (111) W или Mo + моноатомная пленка Rh, Pd, Ir, Pt, Au, O или Cl. W(111), на которую нанесена моноатомная пленка Pd, после отжига при 1075 К Фасетирование гранями {211} увеличивает площадь на 6% Фасетирование не происходит при адсорбции CO, Ti, Gd, Ni, Cu, Ag. Важна электронная структуры. Фасетируют адсорбаты с электроотрицательностью >2,0 Пирамиды с огранкой гранями {211} Почему не гранями {110}, имеющими наименьшую поверхностную энергию При огранке {110} площадь должна возрасти на 22%. Не фасетируют адсорбаты с электроотрицательностью

6 Аналогично на поверхности Ge(103) при адсорбции сурьмы После кратковременного (5 мин) отжига при 800 К поверхность разбивается на пирамиды высотой ~10 Ǻ и шириной ~80 Ǻ с ориентацией граней {113}. Более длительный отжиг (20 мин) приводит к объединению пирамид в ленты зубчатой формы длиной 2000 Ǻ. Их ширина ~ 170 Ǻ, а высота –20 Ǻ. В некоторых случаях микроогранка может быть не стабильной и иметь место только при повышенных температурах.