Хімія, фізика та технологія поверхні, 2018, 9 (1), 46-63.

Особливості нікелевих наноструктур сформованих на міжшарових поверхнях сколювання (0001) інтеркалатів NiхInSe



DOI: https://doi.org/10.15407/hftp09.01.046

P. V. Galiy, I. R. Yarovets', T. M. Nenchuk, P. Mazur, A. Ciszewski, O. R. Dveriy

Анотація


Наведено результати експериментального дослідження особливостей формування нікелевих наноструктур в інтеркалатах NiхInSe: топографії і кристалографії поверхні, а також електронно-енергетичної структури міжшарових поверхонь сколювання (ПС) (0001) шаруватих кристалів (ШК) InSe, термодинамічно рівноважно інтеркальованих нікелем (інтеркалатів Ni3dInSe). Для досягнення мети використано метод скануючої тунельної мікроскопії та скануючої тунельної спектроскопії (СТМ/СТС), а також дифракції повільних електронів (ДПЕ). Встановлено, що нікель розміщується у міжшарових щілинах інтеркалатів NiхInSe і, відповідно, виявляється на міжшарових ПС (0001), формуючи наносистему Ni3d/InSe(Ni)(0001), та являє собою дрібнодисперсну фазу металевих кластерів нікелю на ПС (0001). Методом СТС та комп’ютерного аналізу вольт-амперних характеристик (ВАХ) наносистем Ni3d/InSe(Ni)(0001) оцінені концентрації металевих кластерів нікелю на ПС (0001) в інтеркалатах Ni0.75InSe, які становлять 0.8–1.25 %.


Ключові слова


інтеркалатні шаруваті системи; міжшарові поверхні сколювання (0001) NiхInSe; топографія і кристалографія поверхні; структурно-фазові дослідження

Повний текст:

PDF

Посилання


1. Galiy P.V., Mazur P., Ciszewski A., Yarovets' I.R., Nenchuk T.M., Simon F., Buzhuk Ya. M., Fomenko V.L. The Study of Surfaces' Micro- and Nanostructure on Interlayer Cleavages of InSe Layered Crystals Intercalated by Nickel. J. Nano- Electron. Phys. 2016. 8(1): 01012-1. [in Ukrainian].

2. Galiy P.V., Yarovets' I.R., Simon Frank, Buzhuk Ya.M., Fomenko V.L. Element-Phase Composition of Interlayer Cleavage Surfaces of Inse Layered Crystals Intercalated by Nickel. Herald of Vasyl Stefanyk Precarpathian national university. Series chemistry. 2015. XIX: 32. [in Ukrainian].

3. Oura K., Lifshits V.G., Saranin A.A., Zotov A.V., Katayama M. Introduction to surface physics. (Moscow: Nauka, 2005). [in Russian].

4. Grygorchak I.I. Intercalation: the benefits, problems and perspectives. Phys. Chem. Solid State. 2001. 2(1): 7. [in Ukrainian].

5. Voitovych S.A., Grygorchak I.I., Aksimentyeva O.I., Micov M. Geterophase nanostructures formation based on InSe, their physical properties and possibityties of practical applications. PSE. 2011. 5(3): 222. [in Ukrainian].

6. Stakhira Y.M., Tovstyuk N.K., Fomenko V.L., Tsmots V.M., Shchupliak A.N. Structure and magnetic proper-ties of InSe single crystals intercalated by nickel. Semiconductors. 2011. 45(10): 1258. https://doi.org/10.1134/S1063782611100186

7. Pokladok N.T., Grygorchak I.I., Lukiyanets B.A., Popovich D.I. Structure and physical properties of gallium selenide laser-intercalated with nickel. Phys. Solid State. 2007. 49(4): 715. https://doi.org/10.1134/S1063783407040191

8. Pokladok N.T., Grygorchak I.I., Popovich D.I. Formation of hybrid meso/ nano scale structures with lateral semiconductive and magnetoactive layers and its magnetoimpedance response. PSE. 2009. 7(1–2): 60. [in Ukrainian].

9. Sukhorukov Yu.P., Gizhevkij B.A., Mostovshchikova E.V., Ermakov A.E., Tugushev S.N., Kozlov E.A. Nanocrystalline CuO – material for selective absorbers of solar energy. Russ. Letters to JTF. 2006. 32(3): 81. [in Russian].

10. Stakhira J.M., Buzhuk Ya.M., Demkiv L.S., Tovstyuk N.K., Fomenko V.L. Obtaining and study of structural and magnetic properties of InSe mono- and polycrystals intercalated by nickel. Novi Technol. 2010. 28(2): 68. [in Ukrainian].

11. Kudrynskyy Z.R. Ph.D. (Phys.–math.) Thesis. (Chernivtsi, 2014). [in Ukrainian].

12. Sánchez-Royo J.F., Mu-oz-Matutano Guillermo, Brotons-Gisbert Mauro, Martínez-Pastor Juan P., Segura Alfredo, Cantarero Andrés, Mata Rafael, Canet-Ferrer Josep, Tobias Gerard, Canadell Enric, Marqués-Hueso Jose, Gerardot Brian D. Electronic structure, optical properties, and lattice dynamics in atomically thin indium selenide flakes. Nano Research. 2014. 7(10): 1556. https://doi.org/10.1007/s12274-014-0516-x

13. Shen Erica T., Yu Nancy, Park Kenneth T. Low-energy electron diffraction and ultraviolet photoemission spectroscopy study of (1×1) TiO2 (110). (Waco, USA: Baylor Univer., 2009).

14. Galiy P.V., Nenchuk T.M., Yarovets I.R. Topography and Atomic Structure Investigations Of (100) Cleavage Surface of In4Se3 Layered Crystals. J. Nano- Electron. Phys. 2014. 6(2): 02029-1. [in Ukrainian].

15. Galiy P.V. The pecularities of (100) cleavage surface crystallography of In4Se3 layered semiconductor crystals. Him. Fiz. Tehnol. Poverhni. 2014. 5(3): 245. [in Ukrainian].

16. Galiy P.V., Losovuj Ya.B., Nenchuk T.M., Yarovets' I.R. Low-Energy-Electron-Diffraction Structural Studies of (100) Cleavage Surfaces of In4Se3 Layered Crystals. Ukr. J. Phys. 2014. 59(6): 612. https://doi.org/10.15407/ujpe59.06.0612

17. Galiy P.V., Nenchuk T., Ciszewski A., Mazur P., Zuber S., Yarovets' I. Scanning Tunneling Microscopy/Spe-ctroscopy and Low-Energy Electron Diffraction Investigations of GaTe Layered Crystal Cleavage Surface. Metallofiz. Noveishie Tekhnol. 2015. 37(6): 789. https://doi.org/10.15407/mfint.37.06.0789

18. Galiy P.V., Losovyj Y.B., Nenchuk T.M., Ciszewski A., Mazur P., Yarovets' I.R. Surface structure studies of InSe layered crystal intercalated by nickel. In: The XXth International Seminar on Physics and Chemistry of Solids. Prog. and Book of Abst., (Sept. 12-15, 2015, Lviv, Ukraine). P. 49.

19. Man L.I., Imamov R.M., Semiletov S.A. Types of crystal structures of Ga, In and Tl chalcogenides. Kristallografiya. 1976. 21(3): 628.

20. Hayashi Toshiyuki, Ueno Keiji, Saiki Koichiro, Koma Atsushi. Investigation of the growth mechanism of an InSe epitaxial layer on a MoS2 substrate. Journal of Crystal Growth. 2000. 219(1–2): 115.

21. Rigoult J., Rimskya A., Kuhn A. Refinement of the 3R γ-Indium Monoselenide Structure Type. Acta Crystallographica. B. 1980. 36(4): 916. https://doi.org/10.1107/S0567740880004840

22. Bercha D.M., Rushchanskii K.Z., Kharkhalis L.Yu., Sznajder M. Structure similarity and lattice dynamics of InSe and In4Se3 crystals. Condensed Matter Physics. 2000. 3(4(24)): 749. https://doi.org/10.5488/CMP.3.4.749

23. Liu Jianjun. Hydrogen Storage. (Rijeka: Intech, 2012). https://doi.org/10.5772/3207

24. Galiy P., Nenchuk T., Dveriy O., Ciszewski A., Mazur P., Zuber S. Nanoscale STM/STS/ AFM studies of (100) In4Se3 crystal surfaces. Visnyk of the Lviv Univiversity. Series Physics. 2009. 43: 28.

25. Galiy P.V., Nenchuk T.M., Ciszewski A., Mazur P., Buzhuk Ya.M., Yarovets' I.R. Nanostructural studies of (100) surfaces of In4Se3 silver intercalated crystals. Metallofiz. Noveishie Tekhnol. 2013. 35(8): 1031.

26. Klapetek P., Necas D., Christopher A. Gwyddion user guide. – 2004–2007, 2009–2016. http://gwyddion.net.

27. Horcas I., Fernandez R., Gomez-Rodriguez J.M., Colchero J., Gómez-Herrero J., Baro A.M. WSxM: A software for scanning probe microscopy and a tool for nanotechnology. Rev. Sci. Instrum. 2007. 78(1): 013705-8. https://doi.org/10.1063/1.2432410




DOI: https://doi.org/10.15407/hftp09.01.046

Copyright (©) 2018 P. V. Galiy, I. R. Yarovets', T. M. Nenchuk, P. Mazur, A. Ciszewski, O. R. Dveriy

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.