Анализ спектров рентгеновской фотоэлектронной эмиссии высокоориентированного пиролитического графита, измеренных с угловым разрешением

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Интерес к ван-дер-ваальсовским материалам связан с их уникальными физико-химическими свойствами и перспективами технологических применений. В настоящей работе объектом исследования является высокоориентированный пиролитический графит как модель таких материалов. Представлены результаты измерений методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии с угловым разрешением. Эксперименты проведены при углах детектирования 0°, 60°, 80° и 85° от нормали к поверхности образца, что позволило максимально локализовать сигнал, создаваемый верхним слоем высокоориентированного пиролитического графита. Представлена методика восстановления дифференциального сечения неупругих потерь энергии электронов из экспериментальных рентгеновских фотоэлектронных спектров. По указанной методике восстановлено дифференциальное сечение неупругого рассеяния электронов в высокоориентированном пиролитическом графите при каждом угле детектирования. Проведено сравнение полученных сечений с сечениями, восстановленными для графена с различным количеством слоев. Указано на определяющее влияние коллективных плазмонных потерь энергии электронов на формирование спектра потерь энергии в гетерогенных ван-дер-ваальсовских материалах.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. П. Афанасьев

Национальный исследовательский университет “МЭИ”

Автор, ответственный за переписку.
Email: v.af@mail.ru
Россия, Москва

Л. Г. Лобанова

Национальный исследовательский университет “МЭИ”

Email: v.af@mail.ru
Россия, Москва

А. В. Елецкий

Национальный исследовательский университет “МЭИ”

Email: v.af@mail.ru
Россия, Москва

К. И. Маслаков

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: v.af@mail.ru
Россия, Москва

М. А. Семенов-Шефов

Национальный исследовательский университет “МЭИ”

Email: v.af@mail.ru
Россия, Москва

Г. С. Бочаров

Национальный исследовательский университет “МЭИ”

Email: v.af@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Geim A.K., Grigorieva I.V. // Nature. 2013. V. 499. P. 419. https://www.doi.org/10.1038/nature12385
  2. Novoselov K.S., Castro Neto A.H. // Phys. Scr. 2012. V. 2012. № T146. P. 014006. https://www.doi.org/10.1088/0031-8949/2012/T146/014006
  3. Barrett N., Krasovskii E.E., Themlin J.M., Strocov V.N. // Surf. Sci. 2004. V. 566–568. P. 532. https://www.doi.org/10.1016/j.susc.2004.05.104
  4. Werner W.S.M., Bellissimo A., Leber R., Ashraf A., Segui S. // Surf. Sci. 2015. V. 635. P. L1. https://www.doi.org/10.1016/j.susc.2014.12.016
  5. Werner W.S.M., Astašauskas V., Ziegler P., Bellissimo A., Stefani G., Linhart L., Libisch F. // Phys. Rev. Lett. 2020. V. 125. № 19. P. 196603. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.196603
  6. Taft E.A., Philip H.R. // Phys. Rev. 1965. V. 138. № 1A. https://www.doi.org/10.1103/PhysRev.138.A197
  7. Wallace P. // Phys. Rev. 1947. V. 71. № 9. P. 622. https://www.doi.org/10.1103/PhysRev.71.622
  8. Marinopoulos A.G., Reining L., Olevano V., Rubio A., Pichler T., Liu X., Knupfer M., Fink J. // Phys. Rev. Lett. 2002. V. 89. № 7. P. 076402. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevLett.89.076402
  9. Papageorgiou N., Portail M., Layet J. M. // Surf. Sci. 2000. V. 454–456. P. 462. https://www.doi.org/10.1016/S0039-6028(00)00127-8
  10. Eberlein T., Bangert U., Nair R.R., Jones R., Gass M., Bleloch A.L., Novoselov K.S., Geim A., Briddon P.R. // Phys. Rev. B. 2008. V. 77. № 23. P. 233406. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.77.233406
  11. Pauly N., Novák M., Tougaard S. // Surf. Interface Anal. 2013. V. 45. № 4. P. 811. https://www.doi.org/10.1002/sia.5167
  12. Tanuma S., Powell C., Penn D. // Surf. Interface Anal. 2011. V. 43. № 3. P. 689. https://www.doi.org/10.1002/sia.3522
  13. Hoffman S. Auger and X-Ray Photoelectron Spectroscopy in Materials Science. Berlin Heidelberg: Springer, 2012. 528 pp. https://doi.org/10.1007/978-3-642-27381-0
  14. NIST Electron Elastic-Scattering Cross-Section Database, Version 5.0. (2002) https://srdata.nist.gov/srd64/
  15. Salvat F., Jablonski A., Powell C.J. // Comput. Phys. Commun. 2005. V. 165. № 2. P. 157. https://www.doi.org/10.1016/j.cpc.2004.09.006
  16. Garcia-Molina R., Abril I., Denton C.D., Heredia-Avalos S. // Nucl. Instrum. Meth. B. 2006. V. 249. № 1–2. P. 6. https://www.doi.org/10.1016/j.nimb.2006.03.011
  17. Strehlow W.H., Cook E.L. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1973. V. 2. № 1. P. 163.
  18. Afanas′ev V.P., Bocharov G S., Gryazev A.S., Eletskii A.V., Kaplya P.S., Ridzel O.Y. // J. Phys.: Conf. Ser. 2018. V. 1121. P. 012001. https://www.doi.org/10.1088/1742-6596/1121/1/012001
  19. Afanas′ev V.P., Bocharov G.S., Eletskii A.V., Ridzel O.Yu., Kaplya P.S., Köppen M. // J. Vac. Sci. Technol. B. 2017. V. 35. № 4. P. 041804. https://www.doi.org/10.1116/1.4994788
  20. Afanas′ev V.P., Bocharov G.S., Gryazev A.S., Eletskii A.V., Kaplya P.S., Ridzel O.Yu. // J. Surf. Invest. X-ray, Synchrotron Neutron Tech. 2020. V. 14. № 2. P. 366. https://www.doi.org/10.1134/S102745102002041X

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Энергетические спектры характеристических потерь энергии электронов, измеренные при прохождении электронов с энергией 100 кэВ через однослойный (1), двухслойный (2), пятислойный (3), десятислойный (4) графен [10].

Скачать (30KB)
3. Рис. 2. Обзорный РФЭС-спектр высокоориентированного пиролитического графита.

Скачать (16KB)
4. Рис. 3. Экспериментальный РФЭС-спектр в области пика углерода 1s высокоориентированного пиролитического графита при угле детектирования фотоэлектронов 0° (4), 60° (3), 80° (2) и 85° (1) относительно оси c структуры графита.

Скачать (27KB)
5. Рис. 4. Дифференциальные сечения неупругого рассеяния электронов, восстановленные из экспериментальных данных [10] по методике (2) для однослойного (1), двухслойного (2), пятислойного (3), десятислойного графен (4).

Скачать (23KB)
6. Рис. 5. Дифференциальные сечения неупругого рассеяния электронов в высокоориентированном пиролитическом графите при угле детектирования фотоэлектронов 0° (4), 60° (3), 80° (2) и 85° (1), отсчитываемом от нормали к графеновым плоскостям.

Скачать (20KB)

© Институт физики твердого тела РАН, Российская академия наук, 2025