Układy niskowymiarowe na powierzchniach

Struktura elektronowa układów niskowymiarowych na powierzchniach półprzewodników

Badania w ramach projektu POIG - ATOMIN
Na zdjęciu: struktura pasmowa powierzchni InSb(001) w okolicy punktu Γ odwzorowana metodą ARPES

Struktura atomowa zrekonstruowanych powierzchni półprzewodników III-V

Na przykład:

G. Goryl, et al., Structure of the indium-rich InSb(001) surface, Physical Review B 82 165311 (2010), doi:10.1103/PhysRevB.82.165311

Mechanizmy obrazowania w technice NC-AFM/ powierzchnie półprzewodników III-V

Na przykład:

J.J. Kołodziej, et al., Direct real-space imaging of the c(2x8)/(2x4) GaAs (001) surface structure Physical Review B 76, 245314 (2007), doi:10.1103/PhysRevB.76.245314

Układy bimetaliczne zbudowane z metali przejściowych

Na przykład:

J.J. Kołodziej, et al., Photoelectron spectroscopy studies of growth, thermal stability, and alloying for transition metal-tungsten (111) bimetallic system, Physical Review B 65, 075413 (2002), doi:10.1103/PhysRevB.65.075413

Układ pomiarowy do katoworozdzielczej spektroskopii fotoelektronów (ARPES)

Układ składa się z kilku komór ultrawysokiej próżni, z ciśnieniem bazowym na poziomie <1x10-10 mbar, z których najważniejsze to komora analityczna i komora preparacyjna. Główna technika analityczna, dostępna w układzie, to kątoworozdzielcza spektroskopia fotoelektronów (ARPES), umożliwiająca badania struktury elektronowej powierzchni z wykorzystaniem zjawiska fotoemisji elektronów takie jak rejestracja map gęstości stanów elektronowych w trzech wymiarach przestrzeni pędów, odwzorowywanie powierzchni Fermiego czy też wyznaczanie relacji dyspersji (pasm elektronowych). Technika ta jest zrealizowana w oparciu o hemisferyczny spektrometr energii najwyższej klasy ( Gammadata-Scienta R4000 WAL) współpracujący ze źródłem fotonów UV (Gammadata-Scienta VUV5000) HeI/HeII i monochromatorem (Gammadata – Scienta VUV5040), oraz pięcioosiowym manipulatorem/goniometrem z kriostatem helowym (PREVAC) pozwalającym osiągać temperatury próbek poniżej 10 K. Drugą podstawową techniką badawczą dostępną w układzie jest dyfrakcja elektronów niskiej energii pozwalająca określić strukturę atomową powierzchni. Technika ta jest zrealizowana na bazie dyfraktometru siatkowego OCI z powielaczem elektronów (MCP LEED), z wykorzystaniem wspólnego z techniką ARPES manipulatora i kriostatu. Pozostałe (pomocnicze) techniki analityczne to spektroskopia fotoelektronów rentgenowskich (XPS) oraz spektroskopia elektronów Augera (AES). Próbki do badań są przygotowywane w komorze preparacyjnej, w której można zrealizować wszystkie zasadnicze techniki preparacyjne dla powierzchni tj. wygrzewanie wysokotemperaturowe w ultrawysokiej próżni (do 2000 K), rozpylanie powierzchni jonami argonu, oksydację powierzchni, czy też nanoszenie cienkich warstw metodami epitaksji z wiązki molekularnej. Próbki są transferowane pomiędzy komorami preparacyjną, analityczną, wejściową, buforową i magazynową w ultrawysokiej próżni. Śluza wejściowa umożliwia szybkie wprowadzenie próbek do komory buforowej bez naruszania ultrawysokiej próżni w komorach układu.