Caratterizzazione Strutturale e di Superficie - [LEED]

   PER MAGGIORI INFO SU QUESTA TECNICA: Lucrezia Aversa (lucrezia.aversa@cnr.it, tel 0461-314823)

Setup

• Reverse view LEED con filamento a LaB₆ ad alta brillanza
• Apertura angolare delle griglie di raccolta : 100° - 120°
• Energia del fascio di elettroni: 10-1000 eV (tipicamente 20-200 eV)
• Installato su camera ad UHV con presenza di tecniche XPS, AES ed UPS e interfacciata con fascio molecolare supersonico

Metodologia

Il LEED (Low Energy Electron Diffraction) è una tecnica diffrattometrica di superficie basata sull’interazione tra un fascio di elettroni collimato a bassa energia ed un materiale, per determinarne l’ordine a lungo raggio e la cristallinità.
Gli elettroni con un’energia cinetica di 10-1000eV hanno una lunghezza di De Broglie di pochi Angstrom, una scala di lunghezze paragonabile ai parametri cristallini in solidi o film sottili. Il back-scattering di questi elettroni con la superficie può dar luogo a pattern di diffrazione dei primi strati atomici che vengono rivelati attraverso schermi fluorescenti semisferici.

Highlights

Identificazione di ordinamento cristallino della superficie e ricostruzione superficiale dopo trattamenti termici

C₆₀ (20nm) depositato su Cu e trattato termicamente a 425°C, E=80eV. Il trattamento termico porta al desorbimento del fullerene eccetto il primo strato, che si riarrangia sulla superficie del metallo con un ordine a lungo raggio rilevabile tramite LEED. Ref: RCS Advances 2016

Campioni di Si(111) ossidato portati ad alta temperatura e raffreddati lentamente subiscono un desorbimento dell’ossido ed una ricostruzione della superficie che forma un pattern complesso con una periodicità 7x7 ; la bassa intensità del fondo diffuso e l’alta definizione degli spot sono indice di alta cristallinità.

 

Identificazione di diversi pattern cristallini co-presenti sulla superficie (domini ruotati, sovrastrutture)

Crescita epitassiale di film sottili inferiori al monostrato di SiC su Si(111)-7x7 evidenziata dalla formazione di pattern esagonale (spot chiari, diffusi) sovrapposto al tipico pattern della superficie ricostruita del Si(111). La bassa definizione degli spot relativi al SiC è indice di formazione di isole nanocristalline ampie qualche decina di nm. Ref: J. Am. Chem. Soc. 2012