Revista si suplimente
MarketWatch
Inapoi Inainte

O facilitate complexa de stiinta suprafetelor

08 Octombrie 2009



Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Fizica Materialelor Bucuresti-Magurele a facut primii pasi intr-o noua directie de cercetare in Romania: stiinta suprafetelor. Cercetarile in acest domeniu au un caracter interdisciplinar, "incluzand interfetele intre corpuri solide, polimeri, biomateriale, nanostructuri, materie moale, lichide, gaze si/sau vid", conform definitiei revistei Surface Science [1]. Stiinta suprafetelor este un domeniu actual de mare interes, dupa cum este demonstrat si din tabelul urmator, reprezentand o cautare pe situl Thomson ISI Web of Science in 14 iunie 2008, luand in considerare doar publicatiile din 2008.


Se observa ca, cu exceptia domeniilor largi care implica tot ce este legat de aplicatii, de electricitate, mecanica si bio-sisteme, stiinta suprafetelor ocupa o pozitie de varf, chiar inaintea a tot ce este legat de fizica, chimie, fenomene cuantice si teorie.
Premiile Nobel din 2007 pentru Fizica si Chimie i-au fost decernate lui Albert Fert, pentru descperirea magnetorezistentei gigant, si respectiv lui Gerhard Ertl, pentru studiile prceselor fizice la suprafata corpurilor solide. Cea mai populara lucrare a lui Fert (peste 3600 de citari) este studiul super-retelelor Fe(001)/Cr(001), prin metode de stiinta suprafetelor [2]. Cariera lui Ertl este strans legata de stiinta suprafetelor (~ 160 lucrari in Surface Science, inclusiv cea mai citata [3]).
Comunitatea stiintifica din Romania nu putea ramane in afara acestei arii de cercetare extrem de interesante. Recent, o noua instalatie (vezi fotografiile atasate) a fost pusa in functiune in Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Fizica Materialelor Bucuresti-Magurele, pentru prepararea si caracterizarea complexa a suprafetelor si interfetelor. Sistemul consista in principal din trei unitati: o incinta pentru epitaxie in fascicul molecular (Molecular Beam Epitaxy, MBE), o incinta pentru microscopie de baleiaj cu efect tunel (Scanning Tunneling Microscopy, STM) si incinta pentru fotoemisie rezolvata unghiular si in spin (spin- and angle-resolved photoelectron spectroscopy, SARPES). Incinte aditionale sunt sasul de introducere rapida a probelor (load-lock) si o facilitate de preparare si stocare a probelor in ultravid. Tehnicile care pot fi folosite sunt:



In incinta MBE:
a) facilitati de preparare:
- incalzirea probelor pana la 1200 °C; racire pana la 77 K;
- depunere folosind un evaporator cu 4 tinte;
- depunere dintr-o celula Knudsen de temperatura ridicata (2000 °C);
- absorbtie si desorbtie controlata de gaze pe suprafete;
- monitorizarea grosimii straturilor depuse folosindu-se o microbalanta cu cuart.
b) caracterizare in situ:
- difractie de electroni lenti (Low Energy Electron Diffraction, LEED)
- difractie de electroni rapizi (Reflection High Energy Electron Spectroscopy, RHEED)
- spectroscopie de electroni Auger (Auger Electron Spectroscopy, AES)
- spectroscopie de masa folosind un analizor cuadrupolar (termodesorbtie, fotodesorbtie)



In incinta STM:
- facilitate de preparare a probei langa STM (incalzire, bombardament ionic);
- prepararea varfurilor STM (bombardament ionic);
- microscopie tunel (STM) la temperatura variabila (77 - 453 K);
- spectroscopie tunel (scanning tunneling spectroscopy, STS).



In incinta SARPES:
- spectroscopie conventionala de fotoelectroni excitati cu raze X (X-ray photoelectron spectroscopy, XPS) folosind un anod dual (Al/Mg K);
- spectroscopie XPS de inalta rezolutie folosind o sursa duala (Al K /Ag L);
- spectroscopie de fotoelectroni excitati cu UV (ultraviolet photoelectron spectroscopy, UPS);
- XPS rezolvat unghiular: difractie de fotoelectroni (x-ray photoelectron diffraction, XPD);
- UPS rezolvat unghiular (angle-resolved UPS, ARUPS): structuri de banda, suprafete Fermi etc.;
- UPS rezolvat in spin: densitatea de stari polarizate in spin;
- UPS rezolvat unghiular si in spin: structura de banda polarizata in spin;
- bombardare programabila cu ioni de argon: posibilitatea determinarii profilului compozitional in adancime;
- tun electronic spersor ("flood gun") pentru neutralizare;
- tun electronic pentru AES.



De la punerea in functiune, numarul de cereri de folosire a acestei facilitati de catre utilizatori externi este in crestere exponentiala. In doua luni de operare a facilitatii MBE singura, au fost redactate si trimise spre publicare doua articole la reviste cotate ISI. Primul articol incluzand rezultate XPS obtinute cu aceasta facilitate a fost trimis la revista Topics in Catalysis chiar in ziua urmatoare darii in functiune a instalatiei SARPES.
Facilitatea SARPES a fost integral achizitionata in cadrul proiectului POS-CCE al INCDFM "Centru Euro-Regional de Studii al Materialelor Avansate, al Suprafetelor si Interfetelor ", Proiect Nr. 141/2009, acronim CEUREMAVSU.


Cristian-Mihail Teodorescu
Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Fizica Materialelor, str. Atomistilor nr. 105b, 077125 Magurele, jud. Ilfov

Bibliografie:
[1] http://www.elsevier.com/wps/find/journaldescription.cws_home/505676/description. [2] M.N. Baibich et al., Phys. Rev. Lett. 61, 2472 (1988). [3] K. Christmann et al., Surf. Science 54, 365 (1976).



Parerea ta conteaza:

(0/5, 0 voturi)

Lasa un comentariu



trimite