01.01.2007 - 31.12.2009 гг.

Федеральные (МинОбрНауки)

Федеральное агентство по образованию

Решение фундаментальной проблемы определения физических свойств структур пониженной размерности и объектов нанометрового масштаба (наноструктур) и разработки методов управления ими.

Полученные научные и (или) научно-технические результаты: 1) С помощью методов сканирующей туннельной микроскопии и дифракции медленных электронов проводились исследования формирования границы раздела Cu/Si(111). Было обнаружено, что в зависимости от условий роста формируются различные типы наноструктур. Осаждение субмонослойных покрытий Cu на поверхность Si(111)7x7 при комнатной температуре приводит к образованию упорядоченных массивов магических кластеров идентичного размера. При напылении Cu на поверхность Si(111)5,55x5,55-Cu при комнатной температуре наблюдается образование нанопроволок Cu вследствие аккумуляции Cu на краях атомных ступеней. Когда Cu осаждается на Si(111)5,55x5,55-Cu при температуре подложки 100 К, происходит послойный рост эпитаксиальной пленки Cu(111), сменяющийся далее на рост 3D островков Cu, имеющих форму усеченных пирамид.2) При напылении при комнатной температуре на поверхность Si(111)'5x5'-Cu в сверхвысоком вакууме, атомы Cu мигрируют на продолжительные расстояния, выстраиваясь вдоль краев ступеней, где они формируют нанопроволоки Cu. Образованные нанопроволоки имеют ширину 20-80 нм и высоту 1-3 нм и характеризуются удельным сопротивлением ~8 мк Ом*см. Массив нанопроволок обладает анизотропной поверхностной проводимостью, причем проводимость вдоль нанопроволок примерно в три раза выше, чем в перпендикулярном направлении. Используя подобную методику роста, можно получить не только прямые нанопроволоки, но и другие типы структур на основе нанопроволок (например, нанокольца).3) Методами сканирующей туннельной микроскопии, дифракции медленных электронов и расчетами на основе теории функциональной плотности исследовалось влияние добавления Ge в подложку Si(111) на реконструкции, образованные адсорбцией Al. Было обнаружено, что внедрение Ge меняет относительную стабильность реконструкций. В частности, тогда как в "чистой" системе Al/Si(111) массив магических кластеров (фаза  α - 7x7) менее стабильна, чем реконструкция 3x3 (в которую она необратимо переходит при нагреве выше 600°С), в системе Al/SixGe1-x(111) магические кластеры обладают повышенной термической стабильностью и сохраняются вплоть до температуры десорбции Al, которая составляет примерно 800°С. Результаты вычислений позволили проследить последовательные стадии замещения Si атомов атомами Ge в фазе альфа -7x7. Общая тенденция обнаруживается в том, что добавление Ge в Si(111) делает замещающие позиции атомов Al более предпочтительными, чем адатомная конфигурация, что прямо противоположно относительным стабильностям этих кофигураций в чистой системе Al/Si(111).Библиографический список публикаций, отражающих результаты работы:      статьи в других изданиях:1. A.V. Zotov, D.V. Gruznev, O.A. Utas, V.G. Kotlyar, A.A. Saranin. Multi-mode growth in Cu/Si(111) system: Magic nanoclustering, layer-by-layer epitaxy and nanowire formation //Surface Science Vol. 602, N1, P. 391 - 398 (2008).2. Y.L. Wang, A.A. Saranin, A.V. Zotov,  M.Y. Lai, H.H. Chang. Random and ordered arrays of surface magic clusters//International Reviews in Physical Chemistry Vol. 27, No 2, P. 317 - 360 (2008).3. D.A. Tsukanov, M.V. Ryzhkova, D.V. Gruznev, O.A. Utas, V.G. Kotlyar, A.V. Zotov, A.A. Saranin. Self-assembly of conductive Cu nanowires on Si(111)`5x5'-Cu surface// Nanotechnology Vol. 19, N24, P. 245608-1 - 245608-5 (2008).4. D.V. Gruznev, D.A. Olyanich, D.N. Chubenko, Yu.V. Luniakov, I.A. Kuyanov, A.V. Zotov, Relative stabilities of adsorbed versus substitutional Al atoms in submonolayer  Al/SixGe1-x(111)// Physical Review B, Vol. 78, N16, P.165409-1 - 165409-5 (2008).Число модернизированных и разработанных новых учебных программ высшего и послевузовского профессионального образования: 1