Пространственно-неоднородные квантово-размерные состояния и визуализация скрытых дефектов в пленках Pb(111)

Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2019. Т. 109. С. 789–796.

Путилов А. В., Уставщиков С. С., Божко С. И., Аладышкин А. Ю.

Методами низкотемпературной сканирующей туннельной микроскопии и спектроскопии исследована пространственная зависимость дифференциальной проводимости ультратонких Pb пленок, осажденных на поверхность Si(111)7×7. Для Pb пленок характерно наличие квантово-размерных состояний электронов проводимости и, соответственно, максимумов дифференциальной туннельной проводимости, при этом их энергия определяется в основном локальной толщиной Pb слоя. Обнаружено, что величина туннельной проводимости в пределах атомарно-гладких террас может быть пространственно неоднородна, при этом период мелкомасштабной модуляции совпадает с периодом реконструкции Si(111)7×7. Для достаточно толстых Pb пленок обнаружены крупномасштабные неоднородности туннельной проводимости, проявляющиеся в плавном сдвиге уровней размерного квантования на величину порядка 50 мэВ на пространственных масштабах порядка 100 нм. Мы полагаем, что такие неоднородности туннельной проводимости и, соответственно, плотности состояний в пленках Pb могут быть связаны с наличием внутренних дефектов кристаллической структуры, например, локальных напряжений.

Ключевые слова: тонкие пленки, квантовый размерный эффект, сканирующая туннельная спектроскопия