Interpretation of X-Ray Photoelectron Spectra of Ge(111), GeO2/Ge(111), C60F18/Ge(111) Samples using Quantum Chemical Calculations

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

The valence band of photoelectron spectra of complex samples (multicomponent samples, samples with oxide films, molecules adsorbed on the surface) has a complex structure, which complicates the interpretation of the contributions of various sample components to the spectral structure. A method is considered for interpretation of valence band spectra as a result of calculating the density of electronic states for a physical volume using quantum chemistry - an atomic model that most fully characterizes the sample under study. The optimal position of atoms in a given physical volume of the computational model was found using the iterative Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno numerical optimization method taking into account the spatial distribution of the potential obtained from quantum chemical calculation. The calculation was performed using code written in Python using the ASE and GPAW libraries (atomic simulation environment and grid-based projector-augmented wave) on the equipment of a supercomputer computing cluster. The data obtained by calculation were compared with the measured photoelectron spectra of various systems, such as Ge(111), GeO2/Ge(111), C60F18/Ge(111), and C60F18/GeO2/Ge(111). The analysis made it possible to determine the contributions of various atoms and bonds to the final photoelectron spectrum, estimate the thicknesses of individual layers, and determine the types of bonds between molecules and the substrate.

Sobre autores

E. Shramkov

National Research Centre "Kurchatov Institute"

Email: Egor@Shramkov.ru
Moscow, 123098

A. Andreev

National Research Centre "Kurchatov Institute"

Email: Egor@Shramkov.ru
Moscow, 123098

R. Chumakov

National Research Centre "Kurchatov Institute"

Email: Egor@Shramkov.ru
Moscow, 123098

V. Stankevich

National Research Centre "Kurchatov Institute"

Email: Egor@Shramkov.ru
Moscow, 123098

L. Sukhanov

National Research Centre "Kurchatov Institute"

Email: Egor@Shramkov.ru
Moscow, 123098

Bibliografia

  1. Электронная и ионная спектроскопия твердых тел / Ред. Фирменс Л. и др. М.: Мир, 1981. 468 с.
  2. Feibelman P.J., Eastman D.E. // Phys. Rev. B. 1974. V. 10. No 12. Р. 4932. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.10.4932
  3. Preobrajenski A., Generalov A., Öhrwall G., Tchaplyguine M., Tarawneh H., Appelfeller S., Frampton E., Walsh N. // J. Synchrotron Radiat. 2023. V. 30. P. 831. https://doi.org/10.1107/S1600577523003429
  4. Eidhagen J., Larsson A., Preobrajenski A., Delblanc A., Lundgren E., Pan J. // J. Electrochem. Soc. 2023. V. 170. No 2. Р. 021506. https://doi.org/10.1149/1945-7111/acba4b
  5. Hryniewicz T., Rokosz K., Sandim H.R.Z. // Appl. Surf. Sci. 2012. V. 263. P. 704. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2012.09.060
  6. Wang Z., Carrière C., Seyeux A., Zanna S., Mercier D., Marcus P. // Appl. Surf. Sci. 2022. V. 576. P. 151836. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2021.151836
  7. Xiao X., Chang K., Xu K., Lou M., Wang L., Xue Q. // J. Mater. Sci. Technol. 2022. V. 167. P. 494. https://doi.org/10.1016/j.jmst.2023.05.042
  8. Лебедев А.М., Суханов Л.П., Бржезинская М., Меньшиков К.А., Свечников Н.Ю., Чумаков Р.Г., Станкевич В.Г. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2017. No 8. С. 30. https://doi.org/10.7868/s0207352817080042
  9. Mikoushkin V.M., Bryzgalov V.V., Nikonov S.Yu., Solonitsyna A.P., Marchenko D.E. // Физика и техника полупроводников. 2018. Т. 52. Вып. 5. С. 506. https://doi.org/10.21883/ftp.2018.05.45850.39
  10. Лебедев А.М., Меньшиков К.А., Назин В.Г., Станкевич В.Г., Цетлин М.Б., Чумаков Р.Г. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2021. No 10. С. 44. https://doi.org/10.31857/S1028096021100125
  11. Larsen A.H., Mortensen J.J., Blomqvist J. et al. // J. Phys.: Condens. Matter. 2017. V. 29. P. 273002. https://doi.org/10.1088/1361-648X/aa680e
  12. Mortensen J.J., Larsen A.H., Kuisma M. et al. // J. Chem. Phys. 2024. V. 160. Iss. 9. P. 092503. https://doi.org/10.1063/5.0182685
  13. Larsen AH., Vanin M., Mortensen J.J., Thygesen K.S., Jacobsen K.W. // J. Phys.: Condens. Matter. 2009. V. 80. P. 195112. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.80.195112
  14. Gandus G., Valli A., Passerone D., Stadler R. // J. Chem. Phys. 2020. V. 153. Iss. 19. P. 194103. https://doi.org/10.1063/5.0021821
  15. Maniopoulou A., Davidson E.R.M., Grau-Crespo R., Walsh A., Bush I.J., Catlow C.R.A., Woodley S.M. // Comput. Phys. Commun. 2012. V. 183. Iss. 8. P. 1696. https://doi.org/10.1016/j.cpc.2012.03.009
  16. Bairagi K., Bellec A., Chumakov R.G. et al. // Surf. Sci. 2015. V. 641. P. 248. https://doi.org/10.1016/j.susc.2015.05.020

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».