П.В. БОРИСЮК Научный руководитель – В.И. ТРОЯН, д.ф.-м.н., профессор Московский инженерно-физический институт (государственный университет) ЯВЛЕНИЯ МНОГОЧАСТИЧНЫХ ВОЗБУЖДЕНИЙ И ЭЛЕКТРОННАЯ ЛОКАЛИЗАЦИЯ В НАНОКЛАСТЕРАХ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ Представлены результаты экспериментального исследования, методами сканирующей туннельной спектроскопии (СТС) и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС) плотности электронных состояний, ее структуры и эволюции при изменении среднего размера в нанокластерах Au и Cu. Исследования фундаментальных свойств структур пониженной размерности — кластеров, квантовых точек и нитей — в последние годы получили широкое развитие [1]. Настоящая работа посвящена исследованию ассиметрии формы линии РФЭ спектров для нанкластеров Au и Cu, которая в свою очередь может быть обусловлена явлением многочастичных возбуждений (электрон-дырочных пap) в металле при внезапном появлении дырки на остовном уровне. Так же в работе приведены результаты исследований дифференциальных вольт амперных характеристик (ВАХ) измеренных для нанокластеров Au с помощью (СТС). Рис. 1. (а) - РФЭ спектр нанокластеров Cu2p3/2; (б) – зависимость α от среднего размера l нанокластеров Au (□) и Cu (Δ). Сплошные кривые – теоретические зависимости, пунктирные линии - величины α для объёмных металлов Au (α=0.04) и Cu (α=0.05). Формирование ансамбля нанокластеров проводилось методом импульсного лазерного осаждения. Типичный РФЭ спектр нанокластеров Cu2p3/2 приведен на рис.1(а), видно, что спектр является асимметричным. Зависимости индекса сингулярности Андерсона линии Cu2p3/2 и Au4f7/2 нанокластеров Cu и Au на поверхности ВОПГ от их размеров представлены на рис.1(б). Увеличение индекса сингулярности с уменьшением размера кластера можно качественно объяснить учетом изменения плотности состояний на уровне Ферми, а также уменьшением экранировки потенциала остовной дырки за счет ослабления электронной экранировки в кластерах по сравнению с объемным металлом. Рис.2 (а) - СТМ-изображение (7×7 нм) шероховатых нанокластеров Au на поверхности ВОПГ; (б) - профиль высоты неоднородного нанокластера; (в) дифференциальные туннельные вольт-амперные характеристики, измеренные в разных точках неоднородного по высоте нанокластера Au с латеральным размером ~3 нм и локальной высотой h=0.3 нм (кривая 1) и h=0.9 нм (кривая 2, см. области на рис. а), а также для кластера Au с размерами d~1 нм, h~0.3 нм (кривая 3); (г) - зависимость дифференциальной туннельной проводимости нанокластеров Au Исследования электронной структуры нанокластеров Au проводилось также с использованием метода СТС. На рис.2(а,б,в) приведено СТМизображение, профиль высоты сформированного нанокластера Au размером ~3 нм осажденного на поверхность ВОПГ(0001) и дифференциальные туннельные вольт-амперные характеристики, измеренные на нем в разных точках. Наблюдаемые особенности в измеренных дифференциальных ВАХ, можно объяснить эффектом локализации электронов в нанокластерах с нерегулярной структурой. В рамках механизма локализации электронов в неупорядоченных системах объяснено наблюдаемое уменьшение дифференциальной туннельной проводимости нанокластеров золота при уменьшении их объема [2] (см. рис.2(г)). Таким образом, на основе РФЭС и СТС исследований удалось сделать выводы об эволюции электронной структуры, и качественно описать изменение плотности состояний на уровне Ферми с изменением размера. Список литературы 1. 2. C. Binns // Surf. Sci. Rep. 2001, V.44, P.1 В.Д. Борман, П.В. Борисюк и др. // Письма в ЖЭТФ 2007, 86, с.450