Локализация электронов и плавление нанокластеров золота с шероховатой поверхностью тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Борисюк, Петр Викторович

• Борисюк, Петр Викторович
• кандидат физико-математических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Борисюк, Петр Викторович

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. Актуальность темы

2. Цель и задачи работы б

3. Научная новизна работы

4. Научная и практическая значимость работы *

5. Основные положения, выносимые на защиту

6. Достоверность научных положений, результатов и выводов

7. Личный вклад соискателя '

8. Объем и структура работы

9. Апробация работы '

10. Публикации по теме диссертации

11. Краткое содержание работы

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Современное состояние проблемы.

1.2. Выводы из обзора литературы

2. ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МЕТОДЫ

2.1. Комплекс исследования и формирования кластерных структур

2.1.1. СВВ комплекс XSAM

2.1.2. Импульсное лазерное осаждение (ИЛО)

2.2. Методы анализа полученных структур 36 2.2.1 .Сканирующая туннельная микроскопия (СТМ)

2.2.2. Сканирующая туннельная спектроскопия (СТС)

2.2.3. Просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ)

2.2.4. Спектроскопии рассеяния электронов на отражение (СРЭО)

2.3. Вспомогательные методы анализа полученных структур

2.3.1. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС)

2.3.2. Спектроскопия рассеяния медленных ионов (СРМИ)

2.3.3. Обратное резерфордовское рассеяние (ОРР)

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Исследование электронной структуры нанокластеров Аи

3.1.1. Методика эксперимента

3.1.2. Результаты экспериментальных исследований нанокластеров Аи методами СТМ и СТС

3.1.3. Расчет плотности электронных состояний в тонкой пленке с шероховатой границей

3.1.4. Локализация электронов в шероховатых нанокпастерах Аи. Дифференциальная туннельная проводимость

3.2. Исследование рассеяния электронов на поверхности нанокластеров Аи, сформированных на различных подложках

3.2.1. Методика эксперимента

3.2.2. Спектры обратно-рассеяных электронов на системах: Au/ВОПГ, Au/Si02 и Au/Ni

3.2.3. Интенсивность пика упругого рассеяния нанокластеров Аи. Фактор Дебая-Валлера.

3.2.4. Зависимость температуры плавления нанокластеров Аи от их размера

3.2.5. Флуктуационный механизм плавления нанокластеров золота на различных подложках

3.2.6. Влияние шероховатости поверхности нанокластеров Аи их фазовое состояние

3.3. Исследование роста нанокластеров Аи под пучком электронов методом ПЭМ

3.3.1. Методика эксперимента

3.3.2. Наблюдение роста нанокластеров Аи в аморфной пленке углерода при облучении пучком быстрых электронов

3.3.3. Расчет температуры нагрева образца электронным пучком

3.3.4. Описание роста нанокластеров Аи в аморфной пленке углерода в рамках механизма Лифшица-Слёзова

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Локализация электронов и плавление нанокластеров золота с шероховатой поверхностью»

1. Актуальность темы

Актуальность работы определяется перспективами использования нанокластеров золота в микро- и наноэлектронике, нанотехнологии, гетерогенном катализе и тонкопленочной технологии [1-4]. На сегодняшний день кластеры золота уже нашли свое применение в литографии, химическом катализе и в наноэлектронных приборах [5-7].

Помимо своих уникальных свойств нанокластеры золота, сформированные на поверхности различных подложек, являются хорошей модельной системой, что и определяет повышенный интерес исследователей к данному объекту [1]. Во-первых, золото является интертным, что обеспечивает простоту постановки эксперимента, а во-вторых, Аи относится к группе багородных металлов (заполненная ё-оболочка), что позволяет в некоторых задачах пользоваться простыми моделями, описывающих одинаково хорошо особенности как простых металлов, так и благородных.

Особый интерес представляют нанокластеры с сильно-выраженными поверхностными неоднородностями. Такие объекты могут проявлять специфические физико-химические свойства [8-10]. Это обусловлено не только тем, что разветвленная поверхность нанокластеров, площадь которой значительно превышает площадь поверхности гладких кластеров такого же размера, может влиять на их общие физико-химические свойства, а также тем, что сильно развитая поверхность нанокластеров может приводить к появлению случайного потенциала в приповерхностной области кластера, обуславливающего явление электронной локализации, к усилению каталитической активности, а также влиять на их фазовое состояние. В том случае, когда нанокластер с шероховатой поверхностью является заряженным, наличие на его поверхности неровностей атомарного масштаба приводит к существенному увеличению электрического поля вблизи поверхности, что является причиной проявления различных нелинейных 4 оптических эффектов [11]. В этой связи, для создания физических основ нанотехнологии необходимы фундаментальные исследования нанокластеров Аи с шероховатой поверхностью.

Наиболее существенное влияние шероховатости нанокластеров Аи можно ожидать на их электронные свойства. С фундаментальной точки зрения большой интерес представляет явление электронной локализации [12,13], обусловленное рассеянием электронов на случайном потенциале шероховатой поверхности кластеров. Исследование данного явления может позволить установить связь между локализацией электронов в шероховатых нанокластерах и их возможным переходом в неметаллическое состояние [14,15]. Механизмы и закономерности этого явления в шероховатых нанокластерах металлов на сегодняшний день не исследованы.

Еще одним из интересных свойств наноразмерных систем является эффект понижения их температуры плавления Тт по сравнению с температурой плавления макроскопических объектов [2,4,5,16-18]. Наиболее существенное уменьшение температуры плавления нанокластеров Аи наблюдается при размерах ¿/<5 нм [17]. При ¿/~2 нм температура плавления кластеров может достигать величины Тт ~ 400 К. Таким образом, нанокластеры некоторых металлов размером ¿/<2 нм могут находиться в жидком состоянии при температурах, близких к комнатной, что необходимо учитывать при разработке материалов на основе нанокластеров металлов. На сегодняшний день существует достаточно большое количество моделей, описывающих уменьшение темпратуры плавления нанокластеров с уменьшением их размера [5]. Наилучшее описание экспериментальных размерных зависимостей температуры плавления кластеров получено в рамках термодинамического подхода, основывающегося на предположении о существовании тонкого расплавленного слоя на поверхности кластера [19]. Однако, следует отметить, что существующие модели, во-перых, не учитывают взаимодествие ансамбля нанокластеров с подложкой, на поверхности которой они сформированы, во-вторых, ввиду отсутствия адекватных методик, позволяющих получать надежные экспериментальны результаты по поверхностному плавлению, отсутствуют убедительные доказательств о наличии расплавленного слоя, а, в-третьих, роль шероховатости при плавлении нанокластеров и ее связь с поверхностным плавлением в настоящее время не исследована. Следовательно, вопрос о влиянии шероховатости поверхности нанокластеров металлов на их фазовое состояние остается открытым. Исследование среднеквадратичного смещения атомов Аи в кластерах различного размера, сформированных на различных подложках, и размерной зависимости температуры плавления позволит ответить на вопрос о влиянии шероховатости поверхности на фазовое состояние таких нанокластеров.

Таким образом, представляется важным тщательное совокупное исследование электронных, термодинамических и структурных свойств нанокластеров золота, сформированных на поверхности различных подложек, определяющих их электрические, каталитические, оптические характеристики, а также выяснение зависимости этих свойств от размера кластеров, формы и типа подложки, что позволит в дальнейшем создавать структуры с определенными заданными свойствами.

В ряде приложений (электронные устройства энергонезависимой памяти, одноэлектронные приборы, сенсоры, защитные покрытия и поглощающие среды) также используются структуры нанокластеров внедренных в твердотельную матрицу, что требует методики контроллируемого формирования таких структур. Существующие методики (кластерное осаждение, атомное осаждение, ионная мплатация с последующим отжигом) обладают рядом недостатков, что обуславливает уктуальность поиска новых методов.

2. Цель и задачи работы

Целью работы явилось установление закономерностей и механизмов явления локализации электронов и плавления шероховатых нанокластеров золота, сформированных на поверхности высокоориентированного пиролитического графита (ВОПГ), аморфного 8Ю? и поликристаллического N1 методом импульсного лазерного осаждения (ИЛО), и установление возможности получения систем захороненных нанокластеров Аи в аморфной углеродной пленке.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи: ® исследованы электронные свойства нанокластеров Аи на поверхности графита методом сканирующей туннельной спектроскопии; проведены измерения туннельных вольтамперных характеристик (ВАХ) для нанокластеров с шероховатой поверхностью; ® объяснены наблюдаемые особенности в дифференциальных туннельных ВАХ, измеренных на шероховатых нанокластерах Аи, в рамках модели локализации электронов в неупорядоченных системах; ® с целью установления влияния размера кластеров на среднеквадратичное отклонение атомов и температуру плавления, исследовано упругое рассеяние электронов на нанокластерах Аи, сформированных на поверхности трех различных подложек: металл (N1), полуметалл (ВОПГ) и диэлектрик (8Ю2); проанализирована возможность описания размерной зависимости температуры плавления нанокластеров Аи в рамках термодинамического подхода, учитывающего существования твердой и жидкой фаз (область метастабильных состояний), а также установлена роль подложки; ® исследован рост нанокластеров Аи в аморфной углеродной пленке, сформированной импульсным лазерным соосаждением атомов Аи и С с помощью прямого нагрева и косвенного, путем локального воздействия высокоэнергетичного электронного пучка на исходную двухкомпонентную систему.

3. Научная новизна работы

1. Впервые проведено комплексное исследование с помощью современных аналитических методик (сканирующей туннельной спектроскопии (СТС), сканирующей туннельной микроскопии (СТМ), рентгеновской 7 фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС), спектроскопии рассеянных электронов при отражении (СРЭО) и просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ)) явления локализации электронов и плавления нанокластеров золота с шероховатой поверхностью, сформированных при: ИЛО на поверхности подложки.

2. Обнаружено, что туннельные вольтамперные характеристики, снятые при помощи СТС в различных точках одного кластера Аи с шероховатой поверхностью, различаются: дифференциальные туннельные вольтамперные характеристики кластеров Аи имеют особенности в окрестности энергии Ферми, которые могут свидетельствовать о наличии локализованных электронных состояний в кластерах Аи с шероховатой границей.

3. Наблюдаемая зависимость дифференциальной туннельной проводимости нанокластеров Аи от размера объяснена в модели локализации электронов в неупорядоченных системах.

4. Впервые обнаружено, что для исследуемых систем зависимость интенсивности пика упруго рассеянных электронов от размера нанокластеров носит немонотонный характер. Показано, что такое поведение интенсивности упругого пика может свидетельствовать об: изменении среднеквадратичного смещением» атомов Аи и степени шероховатости поверхности кластера с уменьшением его размера.

5. Предложена методика определения температуры плавления нанокластеров на? поверхности подложки по интенсивности упруго-рассеянных электронов малых энергий:

6. Установлено, что отличие среднеквадратичного смещения атомов и температуры плавления шероховатых нанокластеров Аи на ВОПГ от гладких нанокластеров Аи на N1 и 8Ю2 в диапазоне высот к < 1,5 нм может быть связано с наличием шероховатости поверхности нанокластеров Аи на ВОПГ.

7. Показано, что явление образования нанокластеров Аи в матрице углерода при воздействие высокоэнергетичных электронов на двухкомпонентную систему Аи+С эквивалентно тепловому отжигу и может быть объяснено в рамках механизма Лифшица-Слезова, объясняющего рост нанокластеров при нагреве.

4. Научная и практическая значимость работы

В работе предложен механизм локализации электронов в нанокластерах Аи с шероховатой поверхностью. В рамках предложенного механизма по измеренной зависимости дифференциальной туннельной проводимости от размера кластеров были установлены характерные размеры нанокластеров Аи, сформированных ИЛО на поверхности ВОПГ, при которых происходит локализация электронов, сопровождающаяся переходом шероховатых нанокластеров Аи в неметаллическое состояние. Обнаруженное появление локализованных электронных состояний в шероховатых нанокластерах золота при размерах < 2 нм дает основание ожидать высокую каталитическую активность таких кластеров, связанную с их переходом в неметаллическое состояние, что представляет практический интерес при разработке новых катализаторов. Разработана методика определения температуры плавления нанокластеров на поверхности различных подложек, основанная на измерении интенсивности упруго рассеянных электронов малых энергий. Установлено, что шероховатость поверхности кластеров Аи влияет на их фазовое состояние. Полученные экспериментальные данные и предложенные механизмы могут использоваться при разработке физических основ аттестации электронных и термодинамических характеристик (в частности, температуры плавления) наноразмерных металлических частиц, что представляет важность для нанометрологии.

5. Основные положения, выносимые на защиту

1. Экспериментально измеренные методом СТС туннельные вольтамперные характеристики нанокластеров Аи различного размера, сформированных при ИЛО на поверхности ВОПГ.

2. Установленная зависимость дифференциальной туннельной проводимости нанокластеров Аи на поверхности ВОПГ от объема кластера.

3. Разработанный механизм локализации электронов в разупорядоченных поверхностных атомных слоях шероховатых нанокластеров Аи, сформированных на поверхности ВОПГ, объясняющий наблюдаемые методом СТС особенности электронных состояний.

4. Установленные характерные размеры нанокластеров, при которых наблюдаются локализованные электронные состояния на энергии Ферми, свидетельствующие о возможном переходе нанокластеров при данных размерах в неметаллическое состояние.

5. Обнаруженные экспериментальные зависимости интенсивности пика упруго рассеянных электронов от высоты кластеров Аи на поверхности 8102, № и ВОПГ.

6. Установленные зависимости среднеквадратичного смещением атомов Аи, полученные с учетом вклада шероховатости поверхности кластера в интенсивность упруго-рассеянных электронов, от размера нанокластеров Аи.

7. Обнаруженное изменение температуры плавления от размера нанокластеров Аи, сформированных на поверхности 8Юг, № и ВОПГ, полученное из экспериментальных спектров упруго рассеянных электронов.

8. Установленные зависимости среднего размера кластеров и их объемной плотности от времени облучения электронным пучком аморфной углеродной пленки, сформированной импульсным лазерным соосаждением атомов Аи и С. - .

6. Достоверность научных положений, результатов и выводов

Достоверность научных результатов обоснована применением современных и общепризнанных методов анализа электронных и структурных свойств, морфологии и фазового состава нанокластеров (таких как сканирующая туннельная спектроскопия, сканирующая туннельная микроскопия, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, спектроскопия рассеянных электронов при отражении и просвечивающая электронная микроскопия), а также корреляцией представленных в работе результатов с известными в литературе и признанием их на международных и российских конференциях.

7. Личный вклад соискателя

Соискатель принимал активное участие на всех стадиях исследований явления локализации электронов и плавления в шероховатых нанокластерах золота. Им была выполнена большая часть работ по сбору и анализу имеющихся литературных данных по теме, а также основная часть экспериментальных и расчетных работ. Расчет локальной температуры нагрева при воздействии пучком быстрых электронов и исследование роста нанокластеров Аи под его воздействием проводились также с непосредственным участием соискателя.

8. Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, трех разделов основного содержания и выводов, содержит 128 страниц, включая 43 рисунка, 2 таблицы и список цитируемой литературы из 104 наименований.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Борисюк, Петр Викторович

4. Заключение

1. Проведено комплексное исследование с помощью современных аналитических методик (сканирующей туннельной спектроскопии, сканирующей туннельной микроскопии, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, спектроскопии рассеянных электронов при отражении и просвечивающей электронной микроскопии) явления локализации электронов и плавления нанокластеров золота с шероховатой поверхностью, сформированных при ИЛО на поверхности подложки.

2. Показано, что туннельные вольтамперные характеристики, снятые при помощи СТС в различных точках одного кластера Аи с шероховатой поверхностью, различаются, при этом дифференциальные туннельные вольтамперные характеристики кластеров Аи имеют особенности в окрестности энергии Ферми, свидетельствующие о существовании локализованных электронных состояний в кластерах Аи с шероховатой границей.

3. Дано объяснение наблюдаемой зависимости дифференциальной туннельной проводимости нанокластеров Аи от размера в рамках модели локализации электронов в неупорядоченных системах.

4. Обнаружено, что для исследуемых систем зависимость интенсивности пика упруго рассеянных электронов при отражении от размера нанокластеров носит немонотонный характер. Такое поведение интенсивности, упругого пика может свидетельствовать об изменении среднеквадратичного смещением атомов Аи и степени шероховатости поверхности кластера с уменьшением размера.

5. Предложена методика определения температуры плавления нанокластеров на поверхности подложки по интенсивности упруго рассеянных электронов малых энергий

6. Установлено, что отличие среднеквадратичного смещения атомов и температуры плавления шероховатых нанокластеров Аи на ВОПГ от гладких нанокластеров Аи на N1 и 8Ю2 в диапазоне высот Ь < 1.5 нм может быть связано с наличием шероховатости поверхности нанокластеров Аи на ВОПГ.

7. Показано, что воздействие высокоэнергетичных электронов на двухкомпонентную систему Аи+С эквивалентно тепловому отжигу. Полученные данные описаны в рамках механизма Лифшица-Слезова, объясняющего рост нанокластеров при нагреве.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Борисюк, Петр Викторович, 2010 год

1. М.-С. Daniel and D. Astruc, Gold Nanoparticles: Assembly, Supramolecular Chemistry, Quantum-Size-Related Properties, and Applications toward Biology, Catalysis and Nanotechnology // Chem.Rev. 104, 293 (2004).

2. P.C. Берри, Б.М. Смирнов, Фазовые переходы в кластерах различных типов // УФН 179, 147 (2009).

3. Binns С. Nanoclusters deposited on surfaces // Surf.Sci.Rep. 44, 1 (2001).

4. F. Baletto, R. Ferrando // Rev. Mod. Phys. 77, 371 (2005).

5. А.И. Гусев. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. М. Физматлит, (2007).

6. В.В. Климов, Наноплазмоника. М. Физматлит, (2010)

7. S. Abbet, U. Heiz "Nanocatalysis" in The Chemistry of Nanomaterials, Eds. by C.N.R. Rao, A. Müller, A.K. Cheetham, Wiley-YCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, Germany, 2004. p.551.

8. Фракталы в физике: Труды VI международного симпозиума по фракталам в физике (МЦТФ, Триест, Италия, 9-12 июля 1985), под ред. Пьетронеро Л., Тозатти Э., М.: Мир, 1988, 672 с.

9. Шредер М. Фракталы, хаос, степенные законы. Ижевск: Регулярная и хаотическая динамика, 2001.

10. Смирнов Б.М. Фрактальные кластеры // УФН 149, 177 (1986).

11. Томчук П.М., Томчук Б.П. Оптическое поглощение малых металлических частиц // ЖЭТФ 112, 661 (1997).

12. Лифшиц И.М., Гредескул С.А., Пастур Л.А. Введение в теорию неупорядоченных систем. II М.: Наука (1982).

13. Н. Мотт, Э. Дэвис. Электронные процессы в некристаллических веществах. И М.:"Мир"(1982).

14. Wang J., Wang G., and Zhao J., Nonmetal-metal transition in Znn (n = 2-20) clusters //Phys. Rev. A 68, 013201 (2003).

15. Y. Dai, D. Dai, B. Huang and C. Yan. Size-dependent metal-nonmetal change of groups IB and IIB metal clusters // Eur. Phys. J. D34, 105 (2005)

16. Г.Н. Макаров, Экспериментальные методы определения температуры и теплоты плавления кластеров и наночастиц // УФН 180, 185 (2010).

17. Ph. Buffat and J-P. Borel, Size effect on the melting temperature of gold particles // Phys. Rev. A 13, 2287 (1976).

18. T. Castro, R. Reifenberger, E. Choi and R. P. Andres, Size-dependent melting temperature of individual nanometer-sized metallic clusters // Phys. Rev. В 42, 8548 (1990).

19. C.R.M. Wronski, The size dependence of the melting point of small particles of tin // Brit. J. Appl. Phys. 18, 1731 (1967).

20. Ghusuei C.C., Lai X., Luo K., Goodman D.W. Modeling heterogeneous catalysts: metal clusters on planar oxide supports // Topics in Catalysis 14, 71 (2001).

21. Xu C., Lai X., Zajac G.W., Goodman D.W. Scanning tunneling microscopy studies of the Ti02(110) surface: structure and te nucleation growth on Pd // Phys. Rev. В 56, 13464 (1997).

22. Lai X., Clair T.P.St., Valden M., Goodman D.W. Scanning tunneling microscopy studies of metal clusters supported on Ti02(110): morphology and electronic structure // Prog. Surf. Sci. 59, 25 (1998).

23. Valden M., Lai X., Goodman D.W. Onset on catalytic activity of gold clusters on titania with the appearance of nonmetallic properties // Science 281, 1647 (1998).

24. Suzuki M., Fukuda T. Scanning-tunneling-microscopy observation of aluminium on GaAs(l 10) surfaces // Phys. Rev. В 44, 3187 (1991).

25. Bettac A., Koller L., Rank V., Meiwes-Broer K.H. Scanning tunneling spectroscopy on deposited platinum clusters // Surf. Sci. 402, 475 (1998).

26. Nilius N., Ernst N., Freund H.-J. Photon Emission Spectroscopy of Individual Oxide-Supported Silver Clusters in a Scanning Tunneling Microscope // Phys. Rev. Lett. 84, 3994 (2000).

27. Y.Maeda, M.Okumuraa, S.Tsubotaa, M.Kohyamaa and M.Harutab, Local barrier height of Au nanoparticles on a Ti02(l 1 0)-(l*2) surface // Appl. Surf. Sei. 222, 409 (2004).

28. H. Hövel, B. Grimm, M. Bödecker, K. Fieger and B. Reihl, Tunneling spectroscopy on silver clusters at T=5 K: size dependence and spatial energy shifts // Surf. Sei. Lett. 463, L603 (2000).

29. Wertheim G.K. and DiCenzo S.B., Cluster growth and core-electron binding energies in supported metal clusters // Phys. Rev. B 37, 844 (1988).

30. DiCenzo S. B., Berry S. D., and Hartford E. H., Photoelectron spectroscopy of single-size Au clusters collected on a substrate // Phys. Rev. B 38, 8465 (1988).

31. Vijayakrishnan V., Cbainani A., Sarma D. D., and Rao C. N. R., Metal-Insulator Transitions In Metal Clusters: A High-Energy Spectroscopy Study of Pd and Ag Clusters // J. Phys. Chem. 96, 8679 (1992).

32. Boyen H.-G., X-ray photoelectron spectroscopy study on gold nanoparticles supported on diamond // Phys. Rev. B 65, 075414 (2002).

33. Boyen H.-G., Ethirajan A., Kästle G., Weigl F., and Ziemann P. Alloy Formation of Supported Gold Nanoparticles at Their Transition from Clusters to Solids: Does Size Matter? // Phys. Rev. Lett. 94, 016804 (2005).

34. Kreibig U., The transition cluster-solid state in small gold particles // Sol. St. Commun. 28, 767 (1978).

35. Garcia M.E., Pastor G.M., Bennemann K.H. Theory for the change of the bond character in divalent-metal clusters // Phys. Rev. B 67, 1142 (1991).

36. Wang J., Wang G., and Zhao J., Nonmetal-metal transition in Znn (n = 2-20) clusters // Phys. Rev. A 68, 013201 (2003).

37. Y. Dai, D. Dai, B. Huang and C. Yan. Size-dependent metal-nonmetal change of groups IB and IIB metal clusters // Eur. Phys. J. D34, 105 (2005)

38. В.Д. Борман, A.B. Зенкевич B.H. Неволин, M.A. Пушкин, B.H. Тронин, В.И. Троян "Формирование ансамбля нанокластеров при быстром осаждении атомов на поверхность" // ЖЭТФ, т. 130, 984 (2006).

39. C.J. Coombes, The melting of small particles of lead and indium // J. Phys. F: Metal Phys. 2, 411 (1972).

40. В.П. Коверда, B.H. Скоков, В.П. Скрипов, Плавление маленьких частиц олова//Кристаллография 25, 1024 (1980).

41. R. Kofman, P. Cheyssac, А.Р. Auaj, Y. Lereah, G. Deutscher, Т. Ben-David, J.M. Penisson. and A. Bourret, Surface Melting enhanced by curvature effects // Surface Science 303, 231 (1994).

42. P.C. Берри, Б.М. Смирнов Фазовые переходы и сопутствующие явления в простых системах связанных атомов // УФН 175, 367 (2005).

43. Frenken J.W.M., van der Veen J.F. Observation of Surface Melting // Phys. Rev. Lett. 54, 134(1985).

44. X. ван Бейерен, И. Нольден, Переход огрубления // УФН 161, 259 (1991).

45. Gaudry М., Cottancin Е., Pellarin М. et al., Size and composition dependence in the optical properties of mixed (transition metal/noble metal) embedded clusters // Phys. Rev. В 67, 55409 (2003).

46. A. Laha, E. Bugiel, A. Fissel, and H. J. Osten, Si-nanoclusters embedded into epitaxial rare earth oxides: potential candidate for non-volatile memory applications // Microelectronic Engineering 85, 2350 (2008).

47. Y.H. Wang, J.D. Lu, R.W. Wang, S.J. Peng, Y.L. Mao, Y.G. Cheng, Optical nonlinearities of Au nanocluster composite fabricated by 300 keV ion implantation // Physica В 403, 3399 (2008).

48. Ruffino F., Grimaldi M. G., Bongiorno C., Giannazzo F., Roccaforte F., Raineri V. Microstructure of Au nanoclusters formed in and on Si02 // Superlattices and Microstructures 44, 588 (2008).

49. Zenkevich A., Lebedinskii Yu.Yu., Timofeev A.A. et al. // Appl. Surf. Sci. (2008).

50. Italian Institute for the Physics of Matter, Materials and Devices for Microelectronics Laboratory Biennial report 2002-2003.

51. A.A. Тимофеев, A.JT. Кванин, Кинетика роста нанокластеров золота под электронным пучком // Сборник трудов Научной сессии МИФИ-2008 т.7, с.89 (Москва, 2008 г.).

52. М. Wanner, R. Werner, D. Gerthsen, Dynamics of gold clusters on amorphous carbon films induced by annealing in a transmission electron microscope // Surf. Sci. 600, 632 (2006).

53. W.A.de Heer, The Physics of Simple Metal Clusters // Rev. Mod. Phys. 65, 611 (1993).

54. Борман В.Д., Зенкевич A.B., Неволин B.H., Пушкин М.А., Тронин В.Н., Троян В.И., Формирование ансамбля нанокластеров при быстром осаждении атомов на поверхность // ЖЭТФ 130, 984 (2006).

55. Эдельман B.C., Сканирующая туннельная микроскопия // Приборы и техника эксперимента 5, 25 (1989).

56. Kubby J.A., Boland J.J. Scanning Tunneling Microscopy of Semiconductor Surfaces // Surf. Sci. Rep., 1996, 26, pp. 61-204.

57. Трояновский A.M., Эдельман B.C, Хайкин. M.C. Сканирующая туннельная микроскопия многослойной полупроводниковой структуры. //Письма в ЖТФ, 1987, т. 13,22, с. 1359-1363.

58. R.J. Hammers, Atomic-resolution surface spectroscopy with the scanning tunneling microscope // Annu. Rev. Phys. Chem. 40 (1989) p.531.

59. К. Оура, В.Г. Лифшиц, А.А. Саранин, A.B. Зотов, M. Катаяма, Введение в физику поверхности. — М.: Наука, (2006).

60. Уманский Я.С., Скаков Ю.А., Иванов А.Н., Расторгуев Л.Н. Кристаллография, рентгенография и электроння микроскопия. М.: Металлургия, (1982).

61. М.И. Рязанов, И.С. Тилинин. Исследование поверхности по обратному рассеянию частиц. М.: Энергоатомиздат (1985).

62. A. Jabloriski, Analytical Applications of Elastic Electron Backscattering from Surfaces // Progress in Surface Science 74, 357 (2003)

63. Tanuma S., Powell C.J., Penn D.R. Calculations of electron Inelastic Mean Free Paths: Data for 15 Inorganic compounds over the 50-2000 eV range // Surf. & Interface. Anal. 17, 927 (1991).

64. Давыдов A.C. Теория твердого тела. Главная редакция физико-математической литературы- М.: Мир, (1987).

65. J. Е. Rowe, Photoemission and electron energy loss spectroscopy of GeCb and Si02 // Appl. Phys. Lett. 25, 576 (1974).

66. Бриггс Д., Сих М.П. Анализ поверхности методами Оже- и фотоэлектронной спектроскопии. М.: Мир, (1987).

67. Зигбан К. Электронная спектроскопия атомов, молекул и конденсированног вещества // УФН 138, 223 (1982).

68. Лай С. Особенности электронных состояний металлических нанокластеров на различных подложках при импульсном лазерном осаждении // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физ.-мат. наук. М.: МИФИ, (2000).

69. U. Diebold, J.-M. Pan, Т.Е. Madey, Growth mode of ultrathin copper overlayers on Ti02(l 10) // Phys. Rev. В 47, 3868 (1993).

70. K. Kobayashi, Electronic structure of a stepped graphite surface // Phys. Rev. В 48, 1757(1993).

71. Мигдал А.Б. Качественные методы в квантовой теории. М.: Наука (1975).

72. А.Е. Meyerovich, S. Stepaniants. Transport in channels and films with rough surfaces. // PRB, 51,23, (1994).

73. Копьев П.С., Мельцер Б .Я., Уральцев И.Л., Эфрос Ал. Л., Яковлев Д.Р., Локализация экситонов в структурах с квантовыми ямами // Письма в ЖЭТФ 42, 327 (1985).

74. В.Ф. Елесин, В.А. Кашурников. Физика фазовых переходов. II М.: МИФИ (1997).

75. Дж. Займан. Принципы теории твердого тела. II М.:"Мир"(1974).

76. Т. Андо, Ф. Фаулер, Ф. Стерн, Электронные свойства двумерных систем, М.: Мир (1985)

77. М.В. Садовский, Диаграмматика, М., Ижевск, Институт компьютерных исследований, 2004.

78. Борман В.Д., Лебидько В.В., Пушкин М.А., Тронин В.Н., Троян В.И., Антонов Д.А., Филатов Д.О., Исследование многочастичных явлений в нанокластерах металлов (Аи и Си) вблизи их перехода в неметаллическое состояние//ЖЭТФ 129, 1 (2006).

79. Н.Ашкрофт, Н.Мермин, Физика твёрдого тела, т.1, М: Мир, 1979.

80. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Статистическая физика. Часть 1. («Теоретическая физика», том V) М.: Наука (1976).

81. Ролдугин В.И., Физикохимия поверхности. Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», (2008).

82. Zikang Tang and Ping Sheng Springer Nanoscale Phenomena. Basic Science to Device Applications (2008)

83. A. Jablonski, H. S. Hansen, C. Jansson and S. Tougaar, Elastic electron backscattering from surfaces with overlayers // Phys. Rev. В 45, 3694 (1992).

84. NIST Standard Reference Database 64. NIST Electron Elastic-Scattering Cross-Section Database: Version 3.1. http://www.nist.gov/srd/nist64.htm.

85. Физические величины: справочник, под ред. И.С. Григорьева и Е.З. Мейлихова, М.: Энергоатомиздат (1991).

86. В.Ф. Гантмахер. Электроны в неупорядоченных средах. М.: Физматлит, (2003).

87. С. L. Cleveland, W. D. Luedtke, and Uzi Landman, Melting of gold clusters // Phys. Rev. В 60, 5065 (1999).

88. S.K.Sinha, E.B.Sirota, S.Garoff, and H.B.Stanley, X-ray and neutron scattering from rough surfaces // Phys. Rev. В 38, 2297 (1988).

89. I.K. Robinson, E.H. Conrad and D.S. Reed, X-ray study of the roughening transition of the №(113) surface // J. Phys. France 51, 103 (1990).

90. Chang-Ning Huang, Shuei-Yuan Chen, Yuyuan Zheng et al. Structure and Phase Behavior of Gold Nanocondensates: Effects of Laser Ablation Parameters and Carbon Catalysis // J.Phys.Chem.C 112, 14965 (2008).

91. Гоулдстейн Дж., Ньюбери Д., Эчлин П., Джой Д., Фиори Ч., Лифщин Ф., Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ: в 2-х книгах. М.: Мир, 1984, 348с.

92. Томас Г., Гориндж М.Дж., Просвечивающая электронная микроскопия материалов. М.: Наука, 1983, 320 с.

93. Surface Analysis by Auger and X-ray Photoelectron Spectroscopy, Ed. By Briggs D. and Grant J.T., Chichester, UK, IM Publications, 2003, 899 pages

94. Трапезников B.A., Шабанова И.Н., Рентгеноэлектронная спектроскопия сверхтонких поверхностных слоев конденсированных систем. М.: Наука, 1988, 200 с.

95. Willams P., Motion of small gold clusters in the electron microscope // Appl. Phys. Lett., 1987, v. 50, p. 1760-1762

96. Диаграммы состояния двойных металлических систем, под ред. Лякишева Н.П. М.: Машиностроение, 1996, 992 с.

97. Кукушкин С.А., Слезов В.В., Дисперсные системы на поверхности твердых тел (эволюционный подход): механизмы образования тонких пленок. СПб.: Наука, 1996, 309 с.6. Благодарность

98. Автор выражает глубокую и искреннюю благодарность профессору кафедры Физико-технических проблем метрологии НИЯУ МИФИ, д.ф-м.н. Трояну В.И. за научное руководство, постановку задач, плодотворные дискуссии и обсуждение результатов.