Oksidiset nanorakenteet N/Cu(100) ja Ag/Cu(100) -pinnoilla pinta-analyyttisien menetelmin tutkittuna: Auger-elektronispektroskopia (AES), matalaenergisten elektronien diffraktio (LEED) ja lämpötilaohjattu desorptiospektroskopia (TDS)

Abstract

Diplomityössä tutkittiin seosaineiden vaikutus-ta kuparipinnan hapettumiseen muokkaamalla Cu(100)-erilliskidepintaa hallitusti typpi- ja hopea-adsorbaateilla itsejärjestäytymisen kautta. Typpi- ja hopea-adsorbaattien avulla pinnalle muodostettiin nanokokoluokan rakenteita, joiden vaikutuksia hapen adsorbtioon tarkasteltiin sekä huoneenlämpötilassa että 373 K lämpötilassa AES- ja LEED -menetelmien avulla. Saadut tulokset osoittivat, että typpi ja hopea-adsorbaatit toimivat pinnalla hyvin erilaisin tavoin. Typpiatomit pinnalla muuttavat pinnan elektronirakennetta vahvasti ryhmäefektien kautta: pinnalle c(2x2)-rakenteen muodostava typpi valtaa hapen adsorption kannalta tärkeitä pintapaikkoja ja heikentää siten hapen adsorptiota pintaan. Suurilla typen peitoilla, typpiatomit estävät hapen tarttumisen pintaan kokonaan. Hopean tapauksessa elektronirakenteen muutokseen vaikuttivat elektroniset efektit voimakkaammin ryhmäefektien lisäksi: happi pakottaa pinnalle c(10x2)-rakenteen muodostavat hopea-atomit saarekkeisiin ja happialtistuksen kasvaessa aiheuttaa segregaatioilmiön, jossa sisäfaasin kupariatomit segregoituvat pintaan puristaen pintamuokkaajina olleen hopean muodostamat saarekkeet hiljalleen syvemmälle sisäfaasiin. Segregaatioilmiö on seurausta hapen ja kuparin välille syntyvästä vahvasta sidoksesta. Työssä tarkasteltiin lisäksi desorptiota, lämpötilan aiheuttamaa adsorbaattien irtoamista näytteen pinnalta TDS-menetelmän avulla. Erityisesti desorptiotarkastelu kohdistettiin typellä muokatuille kuparipinnoille. Desorptiossa huomio kiinnitettiin näytteen pinnalta irtoaviin typen ja hapen yhdisteisiin.