Отражение медленных электронов от графена на грани (110)Mo

Abstract

Изучено влияние сегрегации углерода на нагретой в сверхвысоком вакууме атомно-чистой поверхности Мо(110) на отражение медленных (0—50 эВ) электронов методом спектроскопии полного тока (СПТ) и работу выхода φ методом контактной разности потенциалов. В процессе отжига при Тотж = 1400—2000 К величина φ плавно снижается на Δφ = 0,18 эВ (до 4,82 ± 0,02 эВ), что сопровождается монотонным сдвигом двух основных минимумов в СПТ навстречу друг другу на ΔE = 1,2 эВ до значений Е = 4,8 и 12,5 эВ, характерных для возбуждения в графене плазмонов в π-зоне проводимости и (π+σ)-валентной зоне соответственно. Минимумы свидетельствуют об эмиссии электронов в обратном направлении; их сдвиги вызваны смещением энергии π-зоны проводимости вверх, а σ-валентной зоны – вниз. Отжиг при Тотж = 2200—2700 К не изменяет значение φ и все параметры СПТ, а состояние такой поверхности становится термодинамически стабильным для графена на Мо(110). Последний увеличивает число пиков отражения электронов от трёх до пяти и снижает в несколько раз коэффициент их отражения, который спадает практически до нуля при повышении Е.

Вивчено вплив сеґреґації вуглецю на нагрітій у надвисокому вакуумі атомово-чистій поверхні Mo(110) на відбивання повільних (0—50 еВ) електронів методою спектроскопії повного струму (СПС) і роботу виходу φ методою контактної ріжниці потенціялів (КРП). У ході відпалу при Твідп = 1400—2000 К величина φ плавно знижується на Δφ = 0,18 еВ (до 4,82 ± 0,02 еВ), що супроводжується монотонним зсувом двох основних мінімумів у СПС назустріч один одному на ΔE = 1,2 еВ до значень Е = 4,8 и 12,5 еВ, характерних для збудження у графені плазмонів у π-зоні провідности та (π+σ)-валентній зоні відповідно. Мінімуми свідчать про емісію електронів у зворотньому напрямку; їхні зсуви спричинено зміщенням енергії π-зони провідности вгору, а σ-валентної зони – вниз. Відпал при Твідп = 2200—2700 К не змінює значення φ і всі параметри СПС, а стан такої поверхні стає термодинамічно стабільним для графену на Мо(110). Останній збільшує кількість піків відбивання електронів від трьох до п’ятьох і понижує в декілька разів коефіцієнт їхнього відбивання, який спадає практично до нуля з підвищенням Е.

The effect of segregation of carbon on atomically clean surface of Mo(110) heated in ultrahigh vacuum on both the reflection of slow (0—50 eV) electrons by total current spectroscopy (TCS) and the work function φ by the contact potential difference are studied. During the annealing at Тanneal = 1400—2000 K, the φ value gradually decreases by Δφ = 0.18 eV (up to 4.82 ± 0.02 eV), and it is accompanied by a monotonic shift of the two major minima in TCS to meet each other on ΔE = 1.2 eV to the values of E = 4.8 and 12.5 eV, which are typical for the plasmon excitation in graphene in π-conduction band and (π+σ)-valence band, respectively. Minima indicate the electrons’ emission in the opposite direction, and their shifts are caused by energy shift of the conduction π-band upward and σ-valence band downwards. Annealing at Тanneal = 2200—2700 K does not change the φ value and all parameters of the TCS, and the status of such a surface becomes thermodynamically stable for graphene on Mo(110). Graphene increases the number of peaks of electrons’ reflection from three to five, and reduces by several times the reflection coefficient, which drops almost to zero with E increasing.