M t normuradov, B. E umirzaqov, A. Q tashatov nanotexnologiya asoslari - bet 48

P
dE
dR
,
P
dE
d
xosilalarining energiyaga bog‘liqligini o‘rganishga asoslangan usullarning bir
necha turlari mavjud: to‘la toklar spektroskopiyasi va chegaraviy potensiallar
spektroskopiyasi. So‘nggi usuldan odatda Е
Р
= 50 – 1500 эВ sohada foydalaniladi.
EQE spektroskopiyasida sirtni o‘rganish chuqurligi qolgan elektronlar
spektroskopiyasi (ОЭС, ХЭЭС va boshqalar) usullaridagiga nisbatan deyarli 2
marta kam va YER ning kichik qiymatlari sohasida 5 – 50 Е oralig‘ida yotadi.
Kichik energiyali elastik qaytgan elektronlar spektroskopiyasi usulini
birinchi bo‘lib Bajanova N.P. va Fridrixov S.A. taklif qilishgan va NaCl <100>
monokristalli sirtini o‘rganish uchun tadbiq qilishgan. Keyinchalik bunday
hodisaning mavjudligi bir qancha metallar, yarim o‘tkazgichlar va dielektriklarda
ko‘p marta tasdiqlangan hamda bu hodisaning asosiy qonuniyatlari aniqlangan.
S.A.Kamolov va boshqalar to‘la toklar spektroskopiyasidan foydalanib bir qancha
metallar va yarim o‘tkazgichli birlashmalarning o‘tkazuvchanlik va valent
sohalaridagi elektron holatlarining zichligi tuzilishini o‘rganishgan. Shu
mualliflarning o‘zlari Е
Р
<10 эВ sohada
P
dE
dR
=f(E
P
) bog‘liqlikni hisoblash
usulini taklif qilishgan va usulga ko‘ra hisoblashlar tajriba natijalari bilan yaxshi
81
muvofiqlikga ega bo‘ldi. Ushbu darslik mualliflari IEE koeffitsiyentlarini integ-ral
o‘lchash, R ва
P
dE
dR
ning Е
Р
ga bog‘liqligini o‘rganish hamda XEES
ma’lumotlariga asoslanib sof va ionli legirlangan kremniyning elektron
holatlarining zichligi taqsimotini o‘rgangan. 3.11-rasmda sof kremniy uchun R,
ва
P
dE
dR
larning
p
E
га bog‘liqlik grafigi ko‘rsatilgan.
3.11 – rasm. Sof Si <111> uchun R,
va
P
dE
dR
larning E
p
ga bog‘liqligi.
Haqiqiy ikkilamchi elektronlar
R
munosabatdan aniqlangan. E
p
ning kichik qiymatlari sohasidagi haqiqiy ikkilamchi elektronlar guruhiga no-
elastik sochilgan birlamchi elektronlar ham kiradi.
p
dE
dR
manfiy hosilaning E
p
energiyaga bog‘liqlik grafigida maksimum va minimumlarni mavjudligi
3.11-rasmda yaqqol ko‘rinib turibdi: maksimumlar elastik qaytgan elektronlar
sonining kamayishini (yutilishini), minimumlar esa qaytgan elektronlar sonining
oshishini anglatadi.
p
p
dE
E
dR
)
(
egri chiziqning asosiy xususiyalarini
interpretatsiya qilish (izohlash, tushintirish) XEES spektrlaridan foydalanib
o‘tkazildi. R(Е
р
) egri chiziqdagi ba’zi “zina”larining va mos ravishda
p
dE
dR
(
p
E
) egri chiziqdagi minimumlarning vaziyatlari sirtiy (
3
) hajmiy
(
v
) va ularga karrali plazmon tebranishlar uyg‘onishining chegaraviy
energiyalari bilan mos tushadi, ya’ni
p
E
ning bunday qiymatlarida plazmonlar
82
uyg‘onish chegarasida elastik qaytgan elektronlar sonining biroz ko‘payishi sodir
bo‘ladi.
Elektronlarning intensiv yutilishi doim yangi noelastik kanalning paydo
bo‘lishi bilan bog‘liq. Ayni paytda noelastik sochilgan birlamchi elektronlar ham,
haqiqiy ikkilamchi elektronlar ham paydo bo‘lishi mumkin. Vakuumga noelastik
sochilgan elektronlarning vujudga kelishi chegaraviy energiyasini
x
E
E
p
,
ikkilamchi elektronlar emissiyasi boshlanishini esa
x
E
E
p
, formuladan
topiladi. Bu yerda
E
-negiz elektronlarning Fermi satxiga nisbatan energiyasi
3.11-rasmdagi ma’lumotlar asosida 3.12-rasmda kremniy sirtning elektron
xolatlari zichligining diagrammasi chizilgan. Diagrammani chizishda qo‘yidagi
taxminlarga amal qilingan;
1)
ning dastlabki keskin ortishi Е
р
ning qiymati valent zonaning yuqori
chegarasi energiyasi qiymatiga mos kelganda ro‘y beradi.
2)
p
dE
dR
(
p
E
) egri chiziqlardagi maksimumlar kuzatiladigan
p
E
ning
qiymatlari valent elektronlar holatlari zichligining maksimumlariga mos keladi;
3)
Agar
p
E
ning R keskin o‘zgaradigan oralig‘ida
keskin ortsa, u
holda uyg‘ongan elektronlar valent zonadan vakuumga o’tadi, agar
p
E
ning qayd
qilingan intervallarida
ning o‘sish tezligi sekinlashgan holda esa uyg‘ongan
elektronlar o‘tkazuvchanlik zonasiga o‘tadi.
ning sezilarli o‘sishi
эВ
E
p
5
qiymatda boshlanishi 3.11-rasmdan ko‘rinib turibdi, shuning uchun valent
zonaning yuqori sathi
Е
vakuum sathidan (ВС) taxminan 5 эВ pastda yotadi deb
faraz qilish mumkin (3.11-rasm).
p
E
= 6; 7,6; 14 va 16,5 эВ energiyalarda -
p
dE
dR
(
p
E
) bog‘liqlik grafigida valent sohadagi elektron holatlari zichligiga
mos ravishda,
1
Е
,
2
Е
,
3
Е
,
4
Е
, ва
5
Е
maksimumlar kuzatiladi.
83
3.12 – rasm. а – 3.11-rasm asosida chizilgan kremniy sirtidagi elektron
holatlari zichligining diagrammasi; b – Keynning nazariy diagrammasi.
Elektron yutilishining birinchi maksimumi
эВ
Е
р
4
,
2
elektronlarning
sathdan o‘tkazuvchanlik zonasi YES ning eng qo‘yi chegarasida o‘tishi tufayli
hosil bo‘ladi deb qarash mumkin.
(
p
E
) egri chiziq tuzilishining tahliliga
o‘tamiz. Е.
Р
=6,5; 9 va 17 эВ energiyalarda
ning keskin ortishini valent zona
elektronlarining
1
Е
,
2
Е
va
3
Е
maksimumlardan vakuumga nisbatan 0,5-1 эВ
yuqorida joylashgan
Е
sathga o‘tishlari bilan tushintirish mumkin. Е
Р
= 14 эВ
qiymatda
ning biroz ortishi, elektronlarning
Е
4
maksimumdan vakuumga
chiqishi ehtimolligi bilan tushuntiriladi. Ер=7,6 va 10 эВ energiyalaridagi
p
dE
dR
(
p
E
) egri chiziq maksimumlarining o‘sish tezligining kamayishiga
mos keladi va bu valent zonadan o‘tkazuvchanlik zonadagi bo‘sh xolatlarga
elektronlarning o‘tishi tufayli sodir bo‘ladi, ya’ni elektronlarning vakuumga
chiqishi ro‘y bermaydi.
ning o‘sish tezligining kamayishiga yana quyidagi
o‘tishlar
sabab
bo‘lishi
mumkin;
)
5
,
10
(
),
5
,
8
(
),
6
,
7
(
4
1
3
2
3
эВ
Е
Е
эВ
Е
Е
эВ
Е
Е
с
с
с
va
).
5
,
11
(
2
4
эВ
Е
Е
с
Shunday qilib, EKE spektroskopiyasi sirtni o‘rganishning noyob usuli
84
hisoblanadi hamda zonalarda va sathlarda elektronlarning energiya bo‘yicha
taqsimotini aniqlash adsorbsiya va desorbsiya jarayonlarini o‘rganish, sirt
holatini nazorat qilish imkoniyatlarini beradi.
111>10>100> |