Журнал физической химии, 2023, T. 97, № 12, стр. 1757-1762
Размерный эффект работы выхода электрона на образцах монокристаллического кремния
Д. О. Сухоруков a, *, И. С. Пыцкий a, А. К. Буряк a
a Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН
119071 Москва, Россия
* E-mail: suhorukov1010@mail.ru
Поступила в редакцию 31.05.2023
После доработки 31.05.2023
Принята к публикации 08.06.2023
- EDN: JDRXQM
- DOI: 10.31857/S0044453723120282
Полные тексты статей выпуска доступны в ознакомительном режиме только авторизованным пользователям.
Аннотация
Методом кинетических кривых работы выхода электрона (РВЭ) $\bar {\varphi } = f(\tau )$ исследовано изменение РВЭ при разделении пластин монокристаллического кремния Si(100) на меньшие образцы (операция скрайбирования). Наблюдаемый эффект объясняется сорбцией паров воды на поверхности Si(100). Для оценки количества поглощенной образцами воды, вызывающей изменение РВЭ, использовали формулу Гельмгольца. С целью выяснения локализации сорбированной воды применяли метод послойного травления поверхности образцов Si(100) с помощью низкотемпературной SF6-плазмы. Показано, что при уменьшении размера (площади) образцов имеет место размерный эффект РВЭ. Если для целой пластины (площадью 80 см2) характерна величина РВЭ, близкая к ее справочному значению ($\bar {\varphi } \approx 5.0$ эВ), то для малых образцов (площадью ~1 см2) эта величина снижается до 4.5 эВ, что свидетельствует о значительном содержании воды в образцах (~0.3 × 1015 молекул см–2). Данные по травлению образцов плазмой показали, что вода неравномерно распределена по толщине образца, и, в основном, сосредоточена в более глубоких его слоях, не измененных механической обработкой (шлифованием и полировкой). Полученные результаты согласуются с теорией вторичной структуры кристалла (ВСК), согласно которой в кристаллических телах имеются регулярные промежутки (T-пространство) размером “в 1 атомный слой”, в которых осуществляются процессы переноса примесей. По-видимому, в микропорах “T-пространства” имеет место хемосорбция воды, приводящая к размерным эффектам на Si(100).
Полные тексты статей выпуска доступны в ознакомительном режиме только авторизованным пользователям.
Список литературы
Ролдугин В.И. Физикохимия поверхности. Долгопрудный: Интеллект, 2008. 565 с.
Дзидзигури Э.Л. // Тр. конференции “Нанотехнологии функциональных материалов. НФМ'2010”. С. 74.
Vasilev A.A., Ivantsov M.I., Dzidziguri E.L. et al. // Fuel. 2022. V. 310. P. 122455.
Новиков С.Н., Сухоруков О.Г., Тимошенков С.П. и др. // Журн. общ. химии. 2012. Т. 82. № 1. С. 57.
Грег С., Синг К. Адсорбция. Удельная поверхность. Пористость. М.: Мир, 1984. 306 с. (Gregg S.J., Sing K.S.W. Adsorption, surface area and porosity. London: Academic Press, 1982. 303 p.)
Thiel P.A., Madey T.E. // Surf. Sci. Rep. 1987. V. 7. P. 211.
Вудраф Д., Делчар Т. Современные методы исследования поверхности. М.: Мир, 1989. 564 с. (Woodruff D.P., Delchar T.A. Modern Techniques of surface science. Cambridge: Cambridge university press, 1986. 453 p.)
Новиков С.Н., Тимошенков С.П. // Изв. вузов. Электроника. 2002. № 5. С. 81.
Физические величины. Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1991. С. 568.
Справочник по дипольным моментам. М.: Высш. школа, 1971. С. 30.
Borman V.D., Lebedinski Yu.Yu., Trojan V.J. // Phys. Low-Dim. Struct. 1998. V. 7–8. P. 167.
Веснин Ю.И. Вторичная структура и свойства кристаллов. Новосибирск: Издательство СО РАН, 1997. С. 16.
Дополнительные материалы отсутствуют.
Инструменты
Журнал физической химии