4.6. Латеральное взаимодействие адатомов

Некоторое понижение l0 при малых θ
Некоторое понижение l0 при малых θ
Стабилизация l0 на уровне, соответствующем
энергии сублимации адсорбата, при θ=1.
Механизмы латерального взаимодействия
Имеет место даже при отсутствии поверхности
(при условии сохранения электронного состояния
адчастиц, например, μ и т.п.).
l0(n)
Уменьшение, часто быстрое,
при приближенииθ к единице
Относительная стабилизация
Структура
Упорядоченное расположение
Явно указывает на взаимодействие
Прямое взаимодействие
Непрямое или косвенное взаимодействие
Две группы:
Прямое взаимодействие

Энергия не велика, но могут играть заметную роль
при физической адсорбции, когда поверхность
имеет неглубокий потенциальный рельеф
Энергия не велика, но могут играть заметную роль
при физической адсорбции, когда поверхность
имеет неглубокий потенциальный рельеф
Диполь-дипольное взаимодействие
Энергии взаимодействия
двух изолированных диполей
При произвольной
ориентации
диполей
В случае адсорбции
атомов в центрах
высокой симметрии μ//=0
Силы как физической, так и химической природы
Силы Ван-дер-Ваальса
Короткодействующие

Энергия взаимодействия двух диполей
с учетом их зеркальных изображений
Энергия взаимодействия двух диполей
с учетом их зеркальных изображений
Если R >> расстояния
между диполем и его
зеркальным изображением
Полная энергия после суммирования по всем парам диполей
Взаимодействие - дальнодействующее
Сильное воздействие на
адсорбционные системы.
μ-μ взаимодействием проще всего объяснить изменение свойств с концентрацией

Силы химической природы
Силы химической природы
Короткодействующие. Быстро затухают
при увеличении расстояния между атомами
Величина и направленность химических связей могут
драматически изменяться под воздействием поверхности.
Электрическое поле
диполей
Уменьшает дополнительный заряд или
деформацию электронной оболочки
Отталкивание, атомы стремятся
расположиться на максимальном
удалении друг от друга
Уменьшение энергии десорбции с
ростом концентрации
Существенны при контакте адчастиц
Например - диссоциация молекул при адсорбции

Непрямое взаимодействие - взаимодействие через подложку
Непрямое взаимодействие - взаимодействие через подложку
Модель Гримли
быстро уменьшаются с
удалением от своих ядер
Возможен обмен
через металл
- осциллирующие функции,
распространяющиеся на большие
расстояния от центров атомов
Далеко от
поверхности
На поверхности
Перекрытие приводит к электронному взаимодействию адатомов
2 атома на умеренном расстоянии друг от друга

Изменение расщепления
и смещения
Изменение расщепления
и смещения
Подложка - агент, с помощью которого осуществляется обмен электронами между адатомами
Осцилляции электронной плотности (Фриделя),
распространяющиеся на большие расстояния.
Изменение энергии взаимодействия соседнего атома с поверхностью
kF -волновой вектор на уровне Ферми
m зависит от электронной структуры металла.
m=3
Другой вариант объяснения
Случай свободных
электронов
Поверхность Ферми сферическая
Взаимодействие электронных
состояний адатомов вызывает

Энергия непрямого взаимодействия невелика, ~ десятки мэВ.
Энергия непрямого взаимодействия невелика, ~ десятки мэВ.
Методы
АИМ
СТМ
Осаждают несколько атомов,
следят за их перемещением
Вероятность взаимного расположения
адатомов определяется потенциальным
рельефом поверхности и латеральным
взаимодействием.