Cząstki podłoŜa

Ostatnim typem cząstek emitowanych podczas bombardowania pociskami Ga i C60 o energii 15 keV z obu badanych układów są cząstki metalicznego podłoŜa, które rozpylane są zarówno w postaci monoatomowej, jak równieŜ klastrowej (Agn). PoniewaŜ jednak względny udział emisji klasterów większych od Ag2 w przypadku bombardowania pociskiem Ga, jest znikomy (Y < 0.5), analizę porównawczą rozkładów energii kinetycznej ograniczono tylko do cząstek Ag i Ag2 w obu badanych przypadkach (Rys. 4.25 i Rys. 4.26).

a) b)

Rys. 4.25 Znormalizowany rozkład energii kinetycznej a) atomów oraz b) dimerów srebra emitowanych z kryształu Ag{111} pokrytego trzema warstwami benzenu, który bombardowano pociskami Ga i C60 o energii 15 keV

Dla kryształu Ag{111} pokrytego trzema warstwami benzenu moŜna zauwaŜyć, iŜ zarówno maksima rozkładów energetycznych otrzymanych dla atomów srebra emitowanych podczas bombardowania pociskami Ga i C60, jak równieŜ ich przebieg są do siebie zbliŜone (Rys. 4.25a). Wartość energii kinetycznej, dla której występują owe maksima wynosi ~1 eV i jest porównywalna dla obu badanych pocisków. Podobnie jak miało to miejsce w przypadku rozkładów energii kinetycznej całych molekuł benzenu oraz ich fragmentów (Rys. 4.21 i Rys. 4.23), równieŜ i tutaj obserwuje się zanik wysokoenergetycznej części widma dla atomów Ag rejestrowanych podczas bombardowania pociskiem C₆₀ po czasie ~1 ps, który odpowiada maksimum ich detekcji. Oznacza to, iŜ emisja wysokoenergetycznych atomów metalicznego podłoŜa następuje równieŜ w pierwszej fazie procesu rozpylania, podczas której cząstki rozpylane są głównie w wyniku bezpośredniego oddziaływania z atomami bombardującego pocisku C₆₀ (patrz rozdział 4.1).

Dla rozpylonych dimerów srebra sytuacja wydaje się być zupełnie podobna, jak w przypadku atomów, na co względnie wskazuje niskoenergetyczna część rozkładów energii kinetycznej (Rys. 4.25b). Jednak ze względu na słabą statystykę rozkładu otrzymanego dla 15 keV pocisku Ga, pełne potwierdzenie tego podobieństwa nie jest moŜliwe bez wykonania dodatkowych obliczeń, toteŜ pozostanie ono bez dalszego komentarza. Porównując natomiast rozkłady energetyczne atomów i dimerów srebra, które zostały wyemitowanych podczas bombardowania pociskiem C60 łatwo zauwaŜyć, iŜ maksimum rozkładu dla rozpylonych dimerów jest wyraźnie przesunięte w stronę wyŜszych energii kinetycznych w porównaniu do maksimum obserwowanego dla emitowanych atomów Ag. Efektywnie oznacza to, iŜ proces prowadzący do emisji dimerów jest bardziej energetyczny niŜ proces prowadzący do emisji atomów Ag.

Znormalizowane rozkłady energii kinetycznej atomów i dimerów Ag emitowanych z kryształu srebra z naniesioną monowarstwą molekuł PS4, bombardowanego pociskami Ga i C₆₀ o energii początkowej 15 keV przedstawiono na Rys. 4.26. Pierwszą istotną róŜnicą, jaką moŜna zaobserwować dla tego układu, w porównaniu do bombardowania kryształu Ag pokrytego benzenem, to przede wszystkim znaczny wzrost emisji wysokoenergetycznych cząstek srebra zarówno dla bombardowania klasterem C₆₀, jak równieŜ atomem Ga. Jest to spowodowane znacznym zmniejszeniem się grubości warstwy organicznej, dzięki czemu uderzające pociski znacznie szybciej i o wiele bardziej efektywnie deponują swoją energię w metalicznym podłoŜu. Proces ten występuje głównie w pierwszej fazie trwania ruchu, o czym świadczą rozkłady energii kinetycznej cząstek, które zostały wyemitowane po czasie odpowiadającym maksimum emisji, który w tym wypadku wynosi ~0.75 ps (linie przerywane na Rys. 4.26). Druga obserwowana zmiana, która równieŜ stanowi potwierdzenie faktu, iŜ

procesy emisji cząstek podłoŜa są o wiele bardziej energetyczne w przypadku układu z molekułami PS4 jest przesunięcie maksimum otrzymanych rozkładów średnio o ponad 0.5 eV w kierunku wyŜszych energii kinetycznych osiągając wartość ~1.7 eV dla emitowanych atomów oraz ~2.5 eV dla dimerów Ag.

a) b)

Rys. 4.26 Znormalizowany rozkład energii kinetycznej a) atomów oraz b) dimerów Ag emitowanych z kryształu Ag{111} pokrytego monowarstwą molekuł PS4, który bombardowano pociskami Ga i C60 o energii 15 keV

Istotnym zagadnieniem, które naleŜy poruszyć na zakończenie tego rozdziału jest porównanie rozkładów energii kinetycznej cząstek Ag emitowanych z wszystkich dotychczas badanych układów. Analiza ta da odpowiedź na pytanie: jak naniesione warstwy molekuł organicznych wpływają na dynamikę emisji atomów i dimerów Ag.

Jak pokazano na Rys. 4.27 rozkład energii kinetycznej, który zarejestrowano dla atomów srebra emitowanych z kryształu Ag{111} pokrytego warstwą benzenu, który bombardowano pociskiem Ga wyróŜnia się na tle pozostałych rozkładów. Obserwowany drastyczny spadek emisji atomów sAg o wyŜszych energiach kinetycznych jest wynikiem sporej grubości warstwy i stosunkowo duŜej gęstości upakowania molekuł benzenu. Efekt ten widać równieŜ w omawianej w rozdziale 4.2 efektywności emisji cząstek. W przypadku kryształu pokrytego monowarstwą molekuł PS4 bombardowanego pociskiem Ga rozkład energii kinetycznej atomów srebra jest podobny do rozkładu otrzymanego dla czystego kryształu Ag{111}.

Sytuacja w przypadku bombardowania 15 keV pociskiem C60 jest zupełnie inna. Tutaj wszystkie rozkłady energii kinetycznej emitowanych atomów srebra są do siebie bardzo podobne, a ich maksima lokalizowane są praktycznie przy tej samej wartości, która wynosi ~1.5 eV. Jedynie w przypadku cienkiej warstwy molekuł PS4 widać niewielki względny

wzrost liczby atomów o wyŜszych energiach kinetycznych jednak nie jest to jakaś drastyczna róŜnica, która warta byłaby poświęcenia większej uwagi.

Rys. 4.27 Porównanie rozkładów energii kinetycznej atomów Ag emitowanych z czystego kryształu srebra oraz kryształu srebra pokrytego warstwami benzenu i tetrameru polistyrenowego, które bombardowano pociskami Ga iC60 o energii 15 keV

Rozkłady energii kinetycznej emitowanych dimerów przedstawiono z kolei na Rys. 4.28. MoŜna zauwaŜyć, iŜ w tym przypadku sytuacja jest zupełnie podobna do tej, która miała miejsce dla rozkładów energii kinetycznej emitowanych atomów przedstawionych powyŜej.

Rys. 4.28 Porównanie rozkładów energii kinetycznej dimerów srebra emitowanych z czystego kryształu srebra oraz kryształu srebra pokrytego warstwami benzenu i tetrameru polistyrenowego, które bombardowano pociskami Ga iC60 o energii 15 keV

Dla bombardowania 15 keV pociskiem Ga widać duŜy względny spadek liczby emitowanych dimerów o wysokich energia kinetycznych względem pozostałych badanych układów. Z kolei dla przypadku kryształu srebra z naniesioną warstwą molekuł PS4 obserwuje się niewielki wzrost względnej liczby dimerów o wyŜszych energiach. NaleŜy jednak pamiętać, iŜ liczba

emitowanych dimerów z obu układów zawierających warstwy organiczne jest bardzo mała (patrz rozdział 4.2), a zatem efekty te mogą raczej wynikać ze słabej statystyki obliczeń, niŜ być wynikiem procesów zachodzących podczas bombardowania 15 keV pociskiem Ga.

Podczas bombardowania pociskiem C₆₀ sytuacja jest równie klarowna co w przypadku rozkładów energii kinetycznej emitowanych atomów srebra. Poza ogólnym spadkiem liczby rozpylonych dimerów wraz ze wzrostem grubości naniesionej warstwy organicznej (rozdział 4.2) nie da się zauwaŜyć praktycznie Ŝadnych większych róŜnic w ich rozkładach energii kinetycznej w Ŝadnym z analizowanych układów. Co więcej maksimum wszystkich tych rozkładów przypada prawie dla tej samej wartości energii kinetycznej wynoszącej ~2.1 eV.