Теоретическое изучение электронного обмена при скользящем рассеянии на тонких металлических пленках

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Рассмотрен электронный обмен при скользящем рассеянии ионов водорода на тонких металлических пленках. Основной исследуемой величиной является фракция выхода, т.е. вероятность формирования определенного зарядового состояния рассеянной частицы (в рассматриваемом случае H–) как функция компоненты скорости, параллельной поверхности образца. На основе анализа распределения электрона в пространстве волновых векторов с использованием общепринятой модели смещения сфер Ферми было показано, что зависимость вероятности формирования отрицательного иона водорода от параллельной компоненты скорости должна быть монотонно убывающей.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И. К. Гайнуллин

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: ivan.gainullin@physics.msu.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Martynenko Yu. V. // Sov. Phys. Solid State. 1964. V. 3529. P. 2003.
  2. Yurasova V.E., Chernysh V.S., Kuvakin M.V., Shelyakin L.B. // JETP Lett. 1975. V. 21. № 3. P. 79.
  3. Xiao Y., Shi Y., Liu P., Zhu Y., Gao L., Guo Y., Chen L., Chen X., Esaulov V. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2019. V. 450. P. 73. http://doi.org/10.1016/j.nimb.2018.11.022
  4. Mamedov N.V., Mamedov I.M. // Bull. Russ. Acad. Sci.: Phys. 2020. V. 84. P. 713. http://doi.org/10.3103/S1062873820060155
  5. Balakshin Y.V., Kozhemiako A.V., Evseev A.P., Minnebaev D.K., Elsehly E.M. // Moscow University Phys. Bull. 2020. V. 75. Р. 218. http://doi.org/10.3103/S0027134920030030
  6. Shemukhin A.A., Smirnov A.M., Evseev A.P., Vorobyeva E.A., Kozhemiako A.V., Minnebaev D.K., Balakshin Y.V., Nazarov A.V., Chernysh V.S. // Moscow University Phys. Bull. 2020. V. 75. P. 133. http://doi.org/10.3103/S0027134920020113
  7. Tolstogouzov A., Daolio S., Pagura C. // Surf. Sci. 1999. V. 441. P. 213. http://doi.org/10.1016/S0039-6028(99)00881-X
  8. Elovikov S.S., Zykova E.Yu., Mosunov A.S. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2002. V. 66. P. 558.
  9. Bogomolova L.D., Borisov A.M., Kurnaev V.A., Mashkova E.S. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2003. V. 212. P. 164. http://doi.org/10.1016/S0168-583X(03)01730-0
  10. Zinoviev A.N., Babenko P.Y., Meluzova D.S., Shergin A.P. // JETP Lett. 2018. V. 108. P. 633. http://doi.org/10.1134/S0021364018210154
  11. Los J., Geerlings J.J.C. // Phys. Rep. 1990. V. 190. P. 133.
  12. Karaseov P.A., Karabeshkin K.V., Titov A.I., Shilov V.B., Ermolaeva G.M., Maslov V.G., Orlova A.O. // Semiconductors. 2014. V. 48. № 4. P. 446. http://doi.org/10.1134/S1063782614040125
  13. Andrianova N.N., Borisov A.M., Mashkova E.S., Shulga V.I. // J. Surf. Invest.: X-Ray, Synchrotron Neutron Tech. 2016. V. 10. P. 412. http://doi.org/10.1134/S1027451016020233
  14. Zykova E.Y., Khaidarov A.A., Ivanenko I.P., Gainullin I.K. // J. Surf. Invest.: X-Ray, Synchrotron Neutron Tech. 2012. V. 6. P. 877. http://doi.org/10.1134/S102745101211016X
  15. Gainullin I.K. // Surf. Sci. 2019. V. 681. P. 158. http://doi.org/10.1016/j.susc.2018.11.003
  16. Gainullin I.K. // Physics-Uspekhi. 2020. V. 63. № 9. http://doi.org/10.3367/UFNe.2019.11.038691
  17. Gainullin I. K // Surf. Sci. 2018. V. 677. P. 324. http://doi.org/10.1016/j.susc.2018.08.007
  18. Winter H. // Phys. Rep. 2002. V. 367. P. 387. http://doi.org/10.1016/S0370-1573(02)00010-8
  19. Liu P., Gainullin I.K., Esaulov V.A. et al. // Phys. Rev. A. 2020. V. 101. P. 032706. http://doi.org/10.1103/PhysRevA.101.032706
  20. Shi Y., Yin L., Ding B. et al. // Phys. Rev. A. 2022. V. 105. P. 042807. http://doi.org/10.1103/PhysRevA.105.042807
  21. Van Wunnik J.N.M., Brako R., Makoshi K., Newns D.M. // Surf. Sci. 1983. V. 126. № 1–3. P. 618.
  22. Borisov A.G., Winter H. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 1996. V. 115. № 1–4. P. 1425. http://doi.org/10.1016/0168-583X(96)01518-2
  23. Усман Е.Ю., Гайнуллин И.К., Уразгильдин И.Ф. // Вестн. Моск. ун-та. 2005. № 2. С. 23.
  24. Amanbaev E.R., Shestakov D.K., Gainullin I.K. // J. Surf. Invest.: X-Ray, Synchrotron Neutron Tech. 2009. V. 3. P. 865. http://doi.org/10.1134/S1027451009060032
  25. Magunov A.A., Shestakov D.K., Gainullin I.K., Urazgil’din I.F. // J. Surf. Invest.: X-Ray, Synchrotron Neutron Tech. 2008. V. 2. P. 764. http://doi.org/10.1134/S1027451008050170
  26. Shestakov D.K., Polivnikova T.Yu., Gainullin I.K., Urazgildin I.F. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2009. V. 267. P. 2596. http://doi.org/10.1016/j.nimb.2009.05.043
  27. Gainullin I.K., Urazgildin I.F. // Phys. Rev. B. 2006. V. 74. P. 205403. http://doi.org/10.1103/PhysRevB.74.205403
  28. Souda R., Ayzawa T., Hayami W., Otani S., Ishizawa Y. // Phys. Rev. B. 1990. V. 42. P. 7761. http://doi.org/10.1103/PhysRevB.42.7761
  29. Amanbaev E.R., Gainullin I.K., Zykova E.Yu., Urazgildin I.F. // Thin Solid Films. 2011. V. 519. P. 4737. http://doi.org/10.1016/j.tsf.2011.01.026
  30. Gainullin I.K. // Phys. Rev. A. 2019. V. 100. P. 032712. http://doi.org/10.1103/PhysRevA.100.032712
  31. Canário , Borisov , Gauyacq , Esaulov // Phys. Rev. B. 2005. V. 71. № 12. P. 121401. http://doi.org/10.1103/PhysRevB.71.121401
  32. Gainullin I.K., Usman E.Yu., Song Y.W., Urazgil’din I.F. // Vacuum. 2003. V. 72. P. 263. http://doi.org/10.1016/j.vacuum.2003.07.001
  33. Usman E.Yu., Urazgil’din I.F., BorisovA.G., Gauyacq J.P. // Phys. Rev. B. 2001. V. 64. P. 205405. http://doi.org/10.1103/PhysRevB.64.205405
  34. Gainullin I.K., Usman E.Y., Urazgil’din I.F. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2005. V. 232. P. 22. http://doi.org/10.1016/j.nimb.2005.03.019
  35. Moskalenko S.S., Gainullin I.K. // J. Surf. Invest.: X-Ray, Synchrotron Neutron Tech. 2023. V. 17. P. 299. http://doi.org/10.1134/S1027451022060155
  36. Obreshkov B., Thumm U. // Phys. Rev. A. 2013. V. 87. P. 022903. http://doi.org/10.1103/PhysRevA.87.022903
  37. Melkozerova J.A., Gainullin I.K. // J. Surf. Invest.: X-Ray, Synchrotron Neutron Tech. 2023. V. 12. P. 1175. http://doi.org/10.1134/S1027451022060143
  38. Gao L., Zhu Y., Shi Y., Liu P., Xiao Y., Li G., Liu Y., Esaulov V.A., Chen X., Chen L., Guo Y. // Phys. Rev. A. 2017. V. 96. P. 052705. http://doi.org/10.1103/PhysRevA.96.052705
  39. Klimov N.E., Gainullin I.K. // J. Surf. Invest.: X-Ray, Synchrotron Neutron Tech. 2023. V. 17. № 1. P. 72. http://doi.org/10.1134/S1027451023010123
  40. Shaw J., Zhang Y., Doerr D., Chakraborty H., Monismith D. // Phys. Rev. A. 2019. V. 98. P. 052705. http://doi.org/10.1103/PhysRevA.98.052705
  41. Shaw J., Monismith D., Zhang Y., Doerr D., Chakraborty H.S. // Atoms. 2020. V. 7. P. 89. http://doi.org/10.3390/atoms7030089
  42. Iglesias-García A., Romero M.A., García E.A., Goldberg E.C. // Phys. Rev. B. 2020. V. 102. P. 115406. http://doi.org/10.1103/PhysRevB.102.115406
  43. Gainullin I.K., Sonkin M.A. // Phys. Rev. A. 2015. V. 92. P. 022710. http://doi.org/10.1103/PhysRevA.92.022710
  44. Gainullin I.K. // Moscow University Phys. Bull. 2019. V. 74. P. 585. http://doi.org/10.3103/S0027134919060158
  45. Gainullin I.K. // Comp. Phys. Commun. 2017. V. 210. P. 72. http://doi.org/10.1016/j.cpc.2016.09.021
  46. Gainullin I.K., Sonkin M.A. // Comp. Phys. Commun. 2015. V. 188. P. 68. http://doi.org/10.1016/j.cpc.2014.11.005
  47. Gainullin I.K. // Phys. Rev. A. 2017. V. 95. P. 052705. http://doi.org/10.1103/PhysRevA.95.052705
  48. Gainullin I.K., Sonkin M.A. // Phys. Rev. A. 2015. V. 92. P. 022710. http://doi.org/10.1103/PhysRevA.92.022710
  49. Aleksandrov A.F., Gainullin I.K., Sonkin M.A. // J. Surf. Invest.: X-Ray, Synchrotron Neutron Tech. 2020. V. 14. P. 791. http://doi.org/10.1134/S1027451020040205
  50. Majorosi S., Czirják A. // Comp. Phys. Comm. 2016. V. 208. P. 9. http://doi.org/10.1016/j.cpc.2016.07.006
  51. Gainullin I.K., Klavsyuk A.L. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2012. V. 76. P. 542. http://doi.org/10.3103/S1062873812050115
  52. Fu Y., Zeng J., Yuan J. // Comp. Phys. Commun. 2017. V. 210. P. 181. http://doi.org/10.1016/j.cpc.2016.09.016
  53. Gainullin I.K., Sonkin M.A. // Math. Models Comput. Simulations. 2019. V. 11. P. 964. http://doi.org/10.1134/S2070048219060048
  54. Lüdde H.J., Horbatsch M., Kirchner T. // Eur. Phys. 2018. V. 91. P. 99. http://doi.org/10.1140/epjb/e2018-90165-x
  55. Zhou S.P., Liu A.H., Liu F.C., Wang C.C., Ding D.J. // Chin. Phys. B. 2019. V. 28. P. 083101. http://doi.org/10.1088/1674-1056/28/8/083101
  56. Liu Q., Liu F., Hou C. // Proc. Comput. Sci. 2020. V. 171. P. 312. http://doi.org/10.1016/j.procs.2020.04.032
  57. Cohen J.S., Fiorentini G. // Phys. Rev. A. 1986. V. 33. P. 1590.
  58. Jennings P.J., Jones R.O., Weinert M. // Phys. Rev. B. 1988. V. 37. P. 6113.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Иллюстрация расчета коэффициентов потери и захвата электрона, сфера Ферми: для W(110) в статическом случае (1); для vpar = 0.5 ат. ед. (2). Затененная область показывает плотность распределения активного электрона в k-пространстве f(k).

Скачать (12KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Иллюстрация модели смещения сфер Ферми при скользящем рассеянии: радиус сферы Ферми металла равен 1.0 ат. ед. (сплошная линия), радиус сферы распределения активного электрона равен 0.9 ат. ед. (штриховая линия). Указаны параллельная компонента скорости и доля плотности распределения активного электрона, находящаяся внутри сферы Ферми металла.

Скачать (18KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Влияние толщины пленки Al на распределение активного электрона в двумерном k-пространстве. Ион H– находится на расстоянии 8 ат. ед. от поверхности пленки.

Скачать (20KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Плотность распределения волновой функции активного электрона иона H–, находящегося на расстоянии 8 ат. ед. от поверхности пленки Al толщиной 15 ат. ед.

Скачать (14KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Набор дисков Ферми для тонкой пленки.

Скачать (14KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Модельный расчет зависимости фракции выхода ионов H– от параллельной скорости при рассеянии на пленке Al толщиной 15 ат. ед.

Скачать (8KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024