Влияние границы раздела металлическая нанопленка–полупроводник на поверхностные свойства нанопленки: система CO–Yb–Si(111)

Исследовано влияние границы раздела пленка иттербия нанометровой толщины–монокристаллическая кремниевая подложка на свойства пленок. Показано, что если толщина пленок меньше 10 монослоев, то осцилляции Фриделя (стоячие волны электронной плотности), генерируемые границей раздела, оказывают влияние на работу выхода пленок и скорость адсорбции на их поверхности молекул CO. Молекулы CO в свою очередь модифицируют электронную структуру иттербия при адсорбции на поверхности нанопленок, переводя его из двухвалентного в трехвалентное состояние. Полностью заполненный слой адсорбированных молекул CO состоит из двух фаз. Первая из них – двумерный газ, молекулы которого слабо взаимодействуют между собой, но своими неподеленными электронами образуют донорно-акцепторную связь с 5$d$-уровнем иттербия, в результате чего этот уровень опускается ниже уровня Ферми и металл переходит в трехвалентное состояние. После заполнения двумерной фазы начинается рост второй (островковой) фазы, в которой молекулы CO связаны между собой горизонтальными $\pi$-связями. Формирование этих связей становится возможным в результате заполнения 2$\pi$-состояний в молекулах, происходящего при уплотнении адсорбированного слоя. Рассмотренный двухфазный адсорбированный слой и обусловливает полный переход иттербия в трехвалентное состояние.