Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора
физико-математических наук: 01.04.07 – физика конденсированного
состояния. — Кабардино-Балкарский государственный университет им.
Х.М. Бербекова. — Нальчик, 2009. — 44 с.
Научный консультант: доктор физико-математических наук, профессор
Хоконов Х.Б.
Цель работы – установление закономерностей
процессов, происходящих на поверхностях металлов и сплавов при
изменении температуры и адсорбции активных компонентов из газовой
фазы и из объема сплава.
Научная новизна полученных результатов
Разработаны новые фотоэмиссионные способы определения быстрых и непрерывных изменений РВЭ двухлучевым и однолучевым методами; созданы оригинальные сверхвысоковакуумные установки, в которых реализованы предложенные методы определения РВЭ в сочетании с методами электронной оже-спектроскопии и масс-спектроскопии.
Впервые изучены температурная и концентрационная зависимости фотоэмиссионной РВЭ чистых p-металлов и бинарных сплавов систем In-Sn, Sn-Pb и Pb-In в твердом и жидком состояниях и в процессе плавления. Установлены нелинейная зависимость РВЭ от температуры и концентрации и скачкообразное изменение РВЭ металла при плавлении. Так же меняется скачком ТК РВЭ при поверхностном и объемном плавлениях металла. Обнаружено, что, чем меньше температура плавления металла, тем больше по абсолютной величине ТК РВЭ.
Показано, что произведение ПН и РВЭ грани для данного чистого металла – величина постоянная: σ(hkl) φ(hkl)=const.
Получены формулы, описывающие кинетику адсорбции компонентов из объема сплава и из газовой фазы. На основе этих формул впервые предложены способы определения неравновесных значений ПН(σ0) и РВЭ(φ0) свежеобразованных поверхностей сплавов и чистых металлов.
Впервые установлены особенности адсорбции молекул H2, O2, H2O и I2 из газовой фазы на РВЭ и ПН металлов; выявлен вклад остаточного газа в ТК РВЭ и ПН чистых металлов.
Впервые, методом моделирования различных экспериментальных ситуаций, установлены конкретные причины значительного разброса результатов экспериментальных данных по РВЭ, ПН и их ТК, полученных разными авторами. Даны рекомендации для устранения влияния этих причин.
Практическая значимость результатов исследований. Полученные в работе результаты и их анализ открывают реальные предпосылки для развития теории поверхности металла. Разработанные способы определения РВЭ, методики обработки данных эксперимента и созданные оригинальные комплексные установки могут быть применены для решения научно-практических задач. На базе новых методов определения РВЭ и разработанных сверхвысоковакуумных установок для комплексных исследований свойств поверхностей создана учебно-научная лаборатория по эмиссионной электронике, где реализованы около десяти лабораторных работ по современным методам исследования свойств поверхности. Материалы диссертации и описания лабораторных работ включены в спецкурсы, они также могут быть использованы для решения научно-технических задач в областях материаловедения, нано- и тонкопленочной технологии, вакуумной технологии, гетерогенного катализа и др.
Научная новизна полученных результатов
Разработаны новые фотоэмиссионные способы определения быстрых и непрерывных изменений РВЭ двухлучевым и однолучевым методами; созданы оригинальные сверхвысоковакуумные установки, в которых реализованы предложенные методы определения РВЭ в сочетании с методами электронной оже-спектроскопии и масс-спектроскопии.
Впервые изучены температурная и концентрационная зависимости фотоэмиссионной РВЭ чистых p-металлов и бинарных сплавов систем In-Sn, Sn-Pb и Pb-In в твердом и жидком состояниях и в процессе плавления. Установлены нелинейная зависимость РВЭ от температуры и концентрации и скачкообразное изменение РВЭ металла при плавлении. Так же меняется скачком ТК РВЭ при поверхностном и объемном плавлениях металла. Обнаружено, что, чем меньше температура плавления металла, тем больше по абсолютной величине ТК РВЭ.
Показано, что произведение ПН и РВЭ грани для данного чистого металла – величина постоянная: σ(hkl) φ(hkl)=const.
Получены формулы, описывающие кинетику адсорбции компонентов из объема сплава и из газовой фазы. На основе этих формул впервые предложены способы определения неравновесных значений ПН(σ0) и РВЭ(φ0) свежеобразованных поверхностей сплавов и чистых металлов.
Впервые установлены особенности адсорбции молекул H2, O2, H2O и I2 из газовой фазы на РВЭ и ПН металлов; выявлен вклад остаточного газа в ТК РВЭ и ПН чистых металлов.
Впервые, методом моделирования различных экспериментальных ситуаций, установлены конкретные причины значительного разброса результатов экспериментальных данных по РВЭ, ПН и их ТК, полученных разными авторами. Даны рекомендации для устранения влияния этих причин.
Практическая значимость результатов исследований. Полученные в работе результаты и их анализ открывают реальные предпосылки для развития теории поверхности металла. Разработанные способы определения РВЭ, методики обработки данных эксперимента и созданные оригинальные комплексные установки могут быть применены для решения научно-практических задач. На базе новых методов определения РВЭ и разработанных сверхвысоковакуумных установок для комплексных исследований свойств поверхностей создана учебно-научная лаборатория по эмиссионной электронике, где реализованы около десяти лабораторных работ по современным методам исследования свойств поверхности. Материалы диссертации и описания лабораторных работ включены в спецкурсы, они также могут быть использованы для решения научно-технических задач в областях материаловедения, нано- и тонкопленочной технологии, вакуумной технологии, гетерогенного катализа и др.