ΑΠΟΘΕΣΗ BA ΚΑΙ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ ΣΕ ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΕΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΛΛΙΚΕΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΕΣ

Abstract

THIS THESIS MAINLY CONCERNS THE BARIUM AND HYDROGEN COADSORPTION ON SEMICONDUCTING AND METALLIC SURFACES. THE SUBSTRATES USED WERE SI(100)2X1, NI(110) AND AG(111). ALL EXPERIMENTS WERE PERFORMED IN ULTRAHIGH VACUUM CONDITIONS WITH BASE PRESSURE OF THE ORDER OF 10^-10 MBAR, BY USING BASIC TECHNIQUES AS AES, LEED, EELS, TDS, LEIS AND RELATIVE WF MEASUREMENTS. BARIUM FORMS TWO DIFFERENT ENERGY STATES ON SI(100)2X1 AND NI(110). THE INITIAL STATE IS OF RELATIVELY HIGH ENERGY DUE TO AN IONIC BA - SUBSTRATE INTERACTION. THE FINAL STATE IS CHARACTERIZED BY LOWER ADSORPTION ENERGY ATTRIBUTED TO THE BA - BA INTERACTION. THIS STATE APPROACHES THE METALLIC STATE OF BA. THE EXISTENCE OF H DELAYS THE DEVELOPMENT OF THE METALLIC PHASE OF BA. THIS HAPPENS BECAUSE OF THE BA - H INTERACTION WHICH RESULTS IN BARIUM HYDRIDES FORMATION BAHX (X=1,2). THE FORMATION OF THOSE COMPOUNDS DEPENDS ON THE PROPORTION OF BA AND H ATOMS ON THE SURFACE. HYDROGEN ADSORPTION ON BARIUM COVERED SI AND NI, DOES NOT INCREASE THEWF, MAKING THESE SYSTEMS PROMISING STABLE NEGATIVE HYDROGEN ION SOURCES. THENEGATIVE HYDROGEN ION FORMATION IS STUDIED IN LOW ENERGY PROTON SCATTERING FROM CLEAN AND BARIUM COVERED AG(111) CRYSTAL. THEORETICAL PREDICTIONS ARE CONFIRMED BY EXPERIMENTAL MEASUREMENTS.

Σ'ΑΥΤΗΝ ΤΗΝ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΜΕΛΕΤΑΜΕ ΤΗΝ ΑΠΟΘΕΣΗ ΒA ΚΑΙ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ ΠΑΝΩ ΣΕ ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΕΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΛΛΙΚΕΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΕΣ. ΟΙ ΕΠΙΦΑΝΕΙΕΣ ΠΟΥ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΗΚΑΝ Σ'ΑΥΤΗ ΤΗΝ ΜΕΛΕΤΗ ΗΤΑΝ SI(100)2Χ1, ΝI(110) ΚΑΙ AG(111). ΟΛΕΣ ΟΙ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΕΓΙΝΑΝ ΣΕ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΥΠΕΡΥΨΗΛΟΥ ΚΕΝΟΥ (P~10 ^-10 MBAR), ΜΕ ΤΗΝ ΒΟΗΘΕΙΑ ΒΑΣΙΚΩΝ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΜΕΛΕΤΗΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΩΝ ΟΠΩΣ LEED, AES, TDS, EELS, LEIS ΚΑΙ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ WF. ΤΟΒA ΔΗΜΙΟΥΡΓΕΙ ΔΥΟ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ ΠΑΝΩ ΣΤΟ SI(100)2X1 ΚΑΙ ΤΟ NI(110). Η ΑΡΧΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΕΙΝΑΙ ΥΨΗΛΟΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΚΑΙ ΟΦΕΙΛΕΤΑΙ ΣΕ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ BA - ΥΠΟΒΑΘΡΟΥ ΜΑΛΛΟΝ ΙΟΝΤΙΚΗΣ ΦΥΣΕΩΣ. Η ΤΕΛΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΠΟΥ ΠΑΡΟΥΣΙΑΖΕΤΑΙ ΣΕ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΕΣ ΚΑΛΥΨΕΙΣ ΕΙΝΑΙ ΠΙΟ ΧΑΜΗΛΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΟΦΕΙΛΕΤΑΙ ΣΕΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ BA - BA ΜΕ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ ΤΗΝ ΜΕΤΑΛΛΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ. Η ΥΠΑΡΞΗ ΤΟΥ Η ΚΑΘΥΣΤΕΡΕΙ ΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΗΣ ΜΕΤΑΛΛΙΚΗΣ ΦΑΣΗΣ ΤΟΥ BA, ΛΟΓΩ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗΣ BA -H ΜΕ ΠΙΘΑΝΟ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟ ΥΔΡΙΔΙΩΝ ΤΥΠΟΥ BAHX (X=1,2). ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΟΥ SI ΠΙΘΑΝΗ ΕΙΝΑΙ ΚΑΙ Η ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΠΙΟ ΣΥΝΘΕΤΗΣ ΕΝΩΣΗΣ (BAXHYSI). Η ΑΠΟΘΕΣΗ Η ΣΕ ΒΑΡΙΟΜΕΝΕΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΕΣ SI ΚΑΙ NI ΔΕΝ ΑΥΞΑΝΕΙ ΤΟ WF ΤΩΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΩΝ. ΑΥΤΟ ΣΗΜΑΙΝΕΙΟΤΙ ΑΥΤΑ ΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΜΠΟΡΟΥΝ ΝΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΟΥΝ ΣΤΑΘΕΡΕΣ ΠΗΓΕΣ ΑΡΝΗΤΙΚΩΝ ΙΟΝΤΩΝΗ^-. Η ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΤΕΤΟΙΩΝ ΙΟΝΤΩΝ ΜΕΛΕΤΑΤΑΙ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΣΚΕΔΑΣΗ ΧΑΜΗΛΟΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΠΡΩΤΟΝΙΑΚΗΣ ΔΕΣΜΗΣ ΑΠΟ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ BA/AG(111). ΤΑ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΕΠΙΒΕΒΑΙΩΝΟΥΝ ΘΕΩΡΗΤΙΚΕΣ ΠΡΟΒΛΕΨΕΙΣ.