Вплив електронної структури нанокластерів на квантовий вихід фотоемісії магнієвих стопів
В. Г. Ткаченко, І. М. Максимчук, А. І. Кондрашев, І. І. Шуляк
Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, вул. Академіка Кржижановського, 3, 03142 Київ, Україна
Отримана: 07.10.2003. Завантажити: PDF
Наведено перші експериментальні докази дифузійної кластеризації структури в сегрегованих ГЩУ-твердих розчинах і евтектичних сплавах на основі магнію. Методами рентгенівської фотоелектронної спектроскопії досліджено електронну структуру ГЩУ-Mg та його сплавів з 2% Ва (Mg$_{0,94}$Ba$_{0,06}$) і 5% Ва (Mg$_{0,75}$Ba$_{0,25}$). Спектроскопічний аналіз валентної полоси і енергетичних рівнів внутрішніх електронів в РФЕ-спектрах якісно узгоджується з більш точними теоретичними (квантово-механічними) розрахунками ГЩУ-структур Mg$_{16}$Ba$_{2}$ і Mg$_6$Ba$_2$, виконаними лінеаризованим методом приєднаних плоских хвиль (FLAPW) з повним наближенням для кристалічного потенціалу на основі запропонованої моделі нанокластерів, які розташовані на структурних дефектах в сегрегаційних скупченнях (типу зон Гіньє—Престона). Зміна тонкої структури РФЕ-спектрів, поява хімічних зсувів в Оже-електронних спектрах та підсилення парамагнітної сприйнятливості Mg—Ba сплавів показують, що Ва, як легуючий елемент, ліквідує мінімум на кривій щільності електронних станів $N(E)$, характерний для легких металів IIA підгрупи, де відбувається крихкий перехід, і підвищує локальну густину зв’язаних станів поблизу поверхні Фермі ($E_{F}$). Легування ГЩУ-Mg барієм супроводжується гібридизацією хімічного зв’язку з утворенням більш стійких $s$-, $p$-, $d$- електронних конфігурацій кластерів, що відповідають за формування на структурних дефектах емісійно-активних центрів і підвищують стабільний квантовий вихід фотоемісії. Висока квантова ефективність сплавів Mg—Ba в ближній УФ-області спектру пояснюється поверхнево-об’ємним характером зовнішнього фотоефекту для евтектичних сплавів з кластеризованою структурою, що проявляє ефективну (на структурних дефектах) взаємну розчинність компонентів (Mg і Ba).
Ключові слова: фотоемісія, робота виходу, кластеризація структури, електронна структура.
PACS: 61.46.+w, 62.25.+g, 62.40.+i, 71.15.Ap, 73.30.+y, 79.60.Jv
Citation: V. G. Tkachenko, I. M. Maksymchuk, A. I. Kondrashev, and I. I. Shulyak, Influence of Electronic Structure of Nanoclusters on a Quantum Yield of Photoemission of Magnesium Alloys, Usp. Fiz. Met., 5, No. 3: 313—344 (2004) (in Russian), doi: 10.15407/ufm.05.03.313