Obraz topograficzny STM 6nm x 6nm powierzchni Si(111)5x2-Au zarejestrowany z polaryzacją próbki U = -1.4 V. Jasne, wystajace obiekty sa adatomami Si.

 

 

 

Tematyka badań

1.   Efekty jednowymiarowe w metalicznych łańcuchach atomowych na wicynalnych powierzchniach Si.

2.   Transport elektronowy w metalicznch nostrukturach.

3.   Kwantowy efekt rozmiarowy i stany elektronowe w metalicznych studniach kwantowych (QW).

4.   Rekonstrukcje powierzchni krzemu pod wpływem adsorpcji atomów metali i samoorganizacja metalicznych nanostruktur.

Metody doświadczalne

1.   Skaningowa mikroskopia i spektroskopia tunelowa
(STM, STS).

2.   Dyfrakcja wysokoenergetycznych elektronów (RHEED).

3.   Powierzchniowe przewodnictwo elektryczne.

4.   Spektroskopia fotoelektronów (ARPES, SARPES).

5.   Optyczna różnicowa spektroskopia odbiciowa (DRS).

Metody teoretyczne

1.   Badania teoretyczne z wykorzystaniem metod ab-initio w ramach teorii funkcjonału gęstości DFT.

2.   Obliczenia struktury elektronowej nanoukładów w ramach modelu ciasnego wiązania.

*

Nanostruktury i metaliczne studnie kwantowe są wytwarzane w warunkach ultra-wysokiej próżni (UHV), poprzez osadzanie atomów metali z wykorzystaniem zjawiska epitaksji i samoorganizacji na atomowo czystych, orientowanych podłożach monokryształów Si.  Metaliczne nanodruty są wytwarzane na uporządkowanych, wicynalnch powierzchniach Si.

Przewodnictwo elektryczne w metalicznych studniach kwantowych jest od lat naszą inną specjalnością. Nasz zespół jest jedynym w Polsce i jednym z nielicznych w Świecie, gdzie podejmowane są badania wpływu kwantowego efektu rozmiarowego (QSE) na własności galwanomagnetyczne QW. Pomiary prowadzone są w niskich temperaturach w aparaturze wyposażonej, między innymi, w kriostat helowy do pomiarów w warunkach UHV i w temperaturach poniżej 3K.

Szczegóły natury stanów i pasm elektronowych powierzchniowych struktur są badane metodami fotoemisyjnymi (ARPES). W aparaturze UHV typu MICROPROBE źródłem ultrafioletowego promieniowania jest przepływowa lampa helowa emitująca spolaryzowane światło z energią kwantu 21.2 eV. Energie i rozkład kątowy emitowanych fotoelektronów są mierzone hemisferycznym analizatorem typu PHOIBOS 150 z detektorem w postaci wzmacniacza elektronowego z płytkami mikro-kanalikowymi. Analizator posiada także detektor Motta do pomiaru trzech składowych spinu fotoelektronów (SARPES).

Struktura powierzchni kryształów i rekonstrukcje powierzchni są badane metodami skaningowej mikroskopii tunelowej (STM) i dyfrakcji wysokoenergetycznych elektronów (RHEED).  Mikroskop dzięki możliwości pracy w zakresie temperatur od helowych aż do kilkuset kelwinów (K), umożliwia szczegółowy opis topografii powierzchni i przebieg procesów samoorganizacji nanostruktur. Atomowa rozdzielczość pozwala śledzić zachowanie pojedynczych atomów a metody spektroskopowe STS umożliwiają określenie charakteru ich stanów elektronowych. Aparatura z mikroskopem typu OMICRON VT STM w połączeniu z dyfraktometrem RHEED jest urządzeniem o niezwykle bogatych możliwościach badawczych.