Department of Surface Physics
Института Автоматики и Процессов Управления
ДВО РАН,
г. Владивосток
Впервые обнаружен обратимый фазовый переход, который имеет место при охлаждении моноатомного слоя Tl на поверхности Si(100). Показано, что в ходе перехода структура поверхности меняется от структуры 2х1 к структуре (6,1)х(0,6) через образование промежуточной несоразмерной структуры с(4х7). Сделан вывод о том, что обнаруженный переход принадлежит к переходам типа "порядок-беспорядок" и обусловлен образованием длиннопериодических поперечных волн в атомных цепочках Tl. (Рис. 1) (Saranin A.A., Zotov A.V., Kotlyar V.G., Kuyanov I.A., Kishida M., Murata Y., Okado H., Matsuda I., Morikawa H., Miyata N., Hasegawa S., Katayama M., Oura K. // Physical Review B 2005. Vol. 71, № 16. P.165307-1 - 165307-4.)
Рис. 1. Серия изображений поверхности Si(100)2х1-Tl, полученных с
помощью сканирующей туннельной микроскопии при различных температурах
подложки иллюстрирующая обратимый фазовый переход в системе
Si(100)2x1-Tl. Видно, что структура 2х1 переходит в структуру с(4х7), а
затем в (6,1)х(0,6). Элементарная ячейка показана красным цветом.
Проведено экспериментальное исследование эффективности демодуляции фазы световой волны на динамической голограмме, сформированной в фоторефрактивных кристаллах Bi12TiO20 и CdTe среза (100) под действием световых пучков, полученных путём выделения центральной и периферийной областей в поле излучения многомодового волоконного световода. Выявленные зависимости амплитуды сигнала демодуляции подтверждают наличие оптимума в размере выделяемой области, значение которого соответствует полученным ранее соотношениям. (Romashko R.V., Kulchin Yu.N., Shandarov S.M., Kargin Yu.F. and Volkov V.V. // Optical Review. 2005. Vol. 12, No. 1. P. 58-60; Ромашко Р.В., Шандаров С.М., Кульчин Ю.Н., Буримов Н.И., Лимарев Д.А., Каргин Ю.Ф., Волков В.В. // Известия РАН: Серия физическая. 2005. Т. 69, № 8. С. 1143-1145; Romashko R.V., Kulchin Yu.N. and Kamshilin A.A.. // OSA Trends in Optics and Photonics (TOPS), Photorefractive Effects, Materials, and Devices. 2005. Vol. 99. P. 675-680.)
Проведено экспериментальное исследование эффективности демодуляции фазы световой волны на динамической голограмме, сформированной в фоторефрактивных кристаллах Bi12TiO20 и CdTe среза (100) под действием световых пучков, полученных путём выделения центральной и периферийной областей в поле излучения многомодового волоконного световода. Выявленные зависимости амплитуды сигнала демодуляции подтверждают наличие оптимума в размере выделяемой области, значение которого соответствует полученным ранее соотношениям. (Romashko R.V., Kulchin Yu.N., Shandarov S.M., Kargin Yu.F. and Volkov V.V. // Optical Review. 2005. Vol. 12, No. 1. P. 58-60; Ромашко Р.В., Шандаров С.М., Кульчин Ю.Н., Буримов Н.И., Лимарев Д.А., Каргин Ю.Ф., Волков В.В. // Известия РАН: Серия физическая. 2005. Т. 69, № 8. С. 1143-1145; Romashko R.V., Kulchin Yu.N. and Kamshilin A.A.. // OSA Trends in Optics and Photonics (TOPS), Photorefractive Effects, Materials, and Devices. 2005. Vol. 99. P. 675-680.)
Установлено, что адсорбция атомов Tl на поверхности Si(100)сопровождается переносом отрицательного заряда от адсорбата в подложку и образованием статического диполя, который отвечает за миграцию атомов Tl на поверхности Si(100) в неоднородном электростатическом поле иглы СТМ. Обнаружено четыре упорядоченных фазы в системе Tl/Si(100), а именно три фазы с периодом 2х2 при покрытиях Tl 0,25, 0,50 и 0,75 моноатомного слоя (МС) и фаза с периодом 2х1 при покрытии 1,0 МС. С помощью расчетов полной энергии из первых принципов определено строение этих фаз (Рис. 3). (Saranin A.A., Zotov A.V., Kotlyar V.G., Kuyanov I.A., Kasyanova T.V., Nishida A., Kishida M., Murata Y., Okado H., Katayama M., Oura K. // Physical Review B, 2005. Vol. 71, № 3. P. 035312-1 - 035312-9.)
Рис. 3. Изображение поверхности Si(100)-Tl (80х60 нм), полученное с
помощью сканирующей туннельной микроскопии при температуре подложки 120
К. Сканирование происходило горизонтально, снизу вверх. Видно, как в
результате электростатического отталкивания атомов Tl происходит
переход структуры 2х1-Tl c большим покрытием Tl (более светлые области)
в структуру 2х2-Tl с меньшим (более темные области).
Исследовано формирование упорядоченных наноструктур при взаимодействии атомов бериллия (Be) с нагретой поверхностью Si(111)7x7. В частности, были сформированы массивы, имеющие сотовую структуру. Анализ методом СТМ показал, что элементы, составляющие массив, имеют размер, состав и свойства аналогичные тем, что были предсказаны теоретически для нанотрубок Si, легированных Be (Рис. 4). (Saranin A.A., Zotov A.V., Kotlyar V.G., Kasyanova T.V., Utas O.A., Okado H., Katayama M., Oura K. // Surface Science 2005. Vol. 574, № 1. P. 99 - 109.)
Рис. 4. Взаимодействие атомов Be с поверхностью Si(111) приводит к формированию нанотрубок Si, образующих упорядоченный массив