Email this article Quantum size effect during normal incidence of a beam of medium energy electrons on a growing heteroepitaxial film
- Authors: Shkornyakov S.M.1
-
Affiliations:
- Shubnikov Institute of Crystallography of Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of NRC “Kurchatov Institute”
- Issue: Vol 70, No 1 (2025)
- Pages: 97-103
- Section: ПОВЕРХНОСТЬ, ТОНКИЕ ПЛЕНКИ
- URL: https://journals.rcsi.science/0023-4761/article/view/286293
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0023476125010139
- EDN: https://elibrary.ru/ISKWYT
- ID: 286293
Cite item
Open Access
Access granted
Abstract
The reflection coefficient of medium-energy electrons (about 10 KeV) was calculated for their normal incidence on a thin growing single-crystal film. It is shown that in this case a quantum size effect occurs, which manifests itself in harmonic oscillations of the intensity of the reflected beam. The amplitude and period of oscillations depend on the thickness of the growing film and the energy of the incident electrons. A graphic illustration of the results obtained is provided.
Full Text
About the authors
S. M. Shkornyakov
Shubnikov Institute of Crystallography of Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of NRC “Kurchatov Institute”
Author for correspondence.
Email: shkornyakov@mail.ru
Russian Federation, Moscow
References
- Harris J.J., Joyce B.A., Dobson P.J. // Surf. Sci. 1981. V. 103. P. L90.
- Dobson P.J., Norton N.G., Neave J.H., Joyce B.A. // Vacuum. 1983. № 10–12. P. 593.
- Neave J.H., Dobson P.J., Joyce B.A., Zhang J. // Appl. Phys. Lett. 1985. V. 47 (2). P. 100.
- Joyce B.A., Dobson P.J., Neave J.H. et al. // Surf. Sci. 1986. V. 168. P. 423.
- Dobson P.J., Joyce B.A., Neave J.H., Zhang J. // J. Cryst. Growth. 1987. V. 81. P. 1.
- Aarts J., Gerits W.M., Larsen P.K. // Appl. Phys. Lett. 1986. V. 48. № 14. P. 981.
- Sakamoto T., Kawamura T., Nago S. et al. // J. Cryst. Growth. 1987. V. 81. № 1/4. P. 59.
- Peng L.-M., Whelan M.J. // Surf. Sci. Lett. 1990. V. 238. P. L446.
- Шкорняков С.М. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2019. № 2. С. 74. https://doi.org/10.1134/S0207352819020124
- Кульбачинский В.А. Физика наносистем. М.: Физматлит, 2023. 768 с.
- Шкорняков С.М., Сальников М.Л., Семилетов С.А. // ФТТ. 1977. Т. 19. Вып. 3. С. 687.
- Пшеничнов Е.А. // ФТТ. 1962. Т. 4. Вып. 5. С. 1113.
- Schnupp P. // Phys. Status Solidi. 1967. V. 21. P. 567.
- Schnupp P. // Solid-State Electron. 1967. V. 10. P. 785.
- Lopez C.E., Helman J.S. // Phys. Rev. B. 1974. V. 6. № 4. P. 1751.
- Fumio S. // Technical Report of ISSP. Ser. A. 1973. № 616. P. 1.
- Игнатович В.К. Рассеяние волн и частиц на одномерных периодических потенциалах. Препринт Р4-10778. Дубна: ОИЯИ, 1977. 17 с.
- Игнатович В.К. Рассеяние нейтронов на несимметричном одномерном периодическом потенциале. Препринт Р4-11135. Дубна: ОИЯИ, 1978. 23 с.
- Шкорняков С.М. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2017. № 6. С. 83. https://doi.org/10.7868/S020735281706018X
- Шкорняков С.М. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2020. № 5. С. 82. https://doi.org/10.31857/S1028096020050167
- Шкорняков С.М. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2022. № 2. С. 104. https://doi.org/10.31857/S1028096022020121
- Шкорняков С.М. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2022. № 8. С. 102. https://doi.org/10.31857/S1028096022080143
- Peng L.-M., Dudarev S.L., Whelan M.J. High-Energy Electron Diffraction and Microscopy. Oxford Science Publications, 2004. 535 p.
- Lilienkamp G., Koziol C., Bauer E. // RHEED and Reflection Electron Imaging of Surfaces / Eds. Larsen P.K., Dobson P.J. New York: Plenum, 1988. P. 489.
- Жукова Л.А., Гуревич М.А. Электронография поверхностных слоев и пленок полупроводниковых материалов. М.: Металлургия, 1971. 176 с.
- Метод дифракции отраженных электронов в материаловедении. Сборник статей / Под ред. Шварца А. и др. Перевод с англ. М.: Техносфера, 2014. 560 с.
- Шкорняков С.М. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2024. № 2. C. 108. https://doi.org/10.31857/S1028096024020166
Supplementary files
Supplementary Files
Action
1.
JATS XML
2.
Fig. 1. Scheme of the potential energy of an electron in a film: V0 is the value of the average internal energy, N is the number of monolayers in the film parallel to the surface, c is the period of the one-dimensional lattice, t is the amplitude of the transmitted wave, r is the amplitude of the reflected wave.
Download (99KB)
3.
Fig. 2. Graphs of the R(E) dependence in different scales for c = 5 Å, y = –1, V0 = 10 eV.
Download (183KB)
4.
Fig. 3. Graph of the R(N) dependence for three beam energy values: a – the energy value lies in the forbidden zone, b, c – in the allowed zone.
Download (141KB)
5.
Fig. 4. Dependence of the reflected beam intensity on the thickness of the growing film, taking into account the attenuation caused by the absorption and scattering of electrons, for two energy values.
Download (102KB)
6.
Fig. 5. Short-wave oscillations modulated by long-wave oscillations, taking into account the weakening of the beam intensity.
Download (106KB)
