Elektroners rörelsemönster fascinerar
Intressanta resultat i ny doktorsavhandling visar bilden av tidigareokända ytstrukturer på atomär nivå, samt ett sätt att avgränsat studeraelektroners rörelsemönster.
Erik Wahlström vid experimentell fysik på Chalmers, har med hjälp av
sveptunnelmikroskopi (STM) och andra ytkänsliga experimentella metoder
kunnat påvisa förekomsten av tidigare okända ytstrukturer. De nya
ytstrukturerna bildas av svavelatomer som deponeras på en kopparyta.
Svavel/kopparsystemet har studerats sedan länge, men tidigare
undersökningar har bara delvis lyckats bestämma hur atomerna är ordnade
i de relativt komplicerade strukturer som bildas vid rumstemperatur.
Vid låg temperatur, under -40 grader C, ger mikroskopet en bild av flera
ordnade strukturer redan vid låg svavelhalt.
Den struktur som har lägst svavelhalt visar ett stormaskigt, bikakelikt
mönster och bildas vid temperaturer under -100 grader C.
Mönstret liknar det i ett lager kopparsulfid där stora hål stansas ut.
Förmodligen är det uppbyggt av molekyler som förekommer i oordnad form
på ytan. Strukturen är en utmaning att tolka, eftersom det krävs
ytterligare kunskap om krafterna mellan molekyler på såväl långa som
korta avstånd.
I avhandlingen visas också att regelbundet formade, några atomlager
tjocka öar av metall (natrium) kan skapas på ett substrat (grafit).
Genom att använda STM kan man få information om elektronernas
rörelsemönster. Eftersom öarna är så tunna, och elektronerna är
instängda i ön, så påverkas elektronernas rörelsemönster – elektronernas
väglängd och energi kvantiseras. De studerade öarna är ett av de mer
ideala exemplen på kvantisering i öar av metall.
– Det är det närmaste man kan komma att stänga in elektronerna i en
låda, säger Erik Wahlström.
Den framtida elektronikindustrin kommer att arbeta med allt mindre
komponenter. Kunskapen man kan få om kvantiserade system är därför
potentiellt användbar, eftersom information om elektronernas
rörelsemönster är viktig när dimensionerna krymps till nanometernivå.
Avhandlingen ” Scanning Tunnelling Microscopy Studies of Na Islands on
Graphite, Impurity Interactions on Cu(111) and Low Temperature
Structures of S/Cu(111)” försvarades vid en disputation den 15 december
2000.
För mer information kontakta:
Erik Wahlström, tel 031-772 33 57, e-post: wahlstrm@fy.chalmers.se.
