3.6. Araştırmanın Bulgularının Değerlendirilmesi
3.6.1. Araştırmada Kullanılan Ölçeklerin Güvenilirlik Analizleri
Asuperfí ierepresenta,no asodesistemasperiódi os omoummono ristal,
aquebra daperiodi idadedarede empelomenosuma dimensão. Épossível
dizer que todasuperfí ieéum sistema não favorável doponto de vistaener-
géti o, onde a energia livre de formação é positiva. Pode-se entender de
Figura 1.5: Arranjos at mi os de superfí ie para asfa es de baixo índi e de
Miller para ristaisf eb .
uma superfí iea partirda livagemde um sólido, será ne essário quebraras
ligações entre os átomos; esta quebra de ligação ne essita de um trabalho
positivo,de forma quea energia de formaçãoda superfí ieou simplesmente
a energiatotal livrede superfí ieésempre positiva. Toda superfí ie tenderá
a minimizaraomáximo esta energia ebasi amente istosedá através:
•
da diminuição daárea exposta;•
da apresentação de planos de baixoíndi e;•
alteração dageometriaat mi alo alatravésde relaxaçãoe/oure ons- trução dasuperfí ie.Desse modo, o on eito de estabilidade está diretamente ligado à mi-
estabele erduasregrasgerais: asuperfí ieserátãomaisestávelquantomaior
a densidade at mi a dasuperfí iee quanto maior onúmero de oordenação
dos átomos da superfí ie. Para metais f , em geral, a ordem res ente de
estabilidade das fa es de baixoíndi e de Milleréa seguinte:
fcc(110) < fcc(100) < fcc(111)
(1.5)Normalmenteafa e(111)de metaiseligasem ondição deequilíbrioter-
modinâmi o,apresentarãoosmenoresvaloresderelaxaçãodadistân iainter-
planar,evariaçãodesprezível paraoparâmetrode redeparaleloàsuperfí ie,
quando omparados aos valores de volume. Em algumas outras situações
o orrem re onstruções da superfí ie para minimizar a energia. No aso de
re onstrução existem mudanças importantes da estrutura ristalográ a da
superfí ie omo: falhade empa otamento (mudançade empa otamentopor
exemplo: f parah p)[25,26℄,missingrows (desapare imentodeumalinha
ompleta de átomos) [27℄, e estruturas de maior omplexidade omo o aso
Capítulo 2
Té ni as Experimentais
2.1 Difração de Elétrons de Baixa Energia
(LEED)
Um experimento LEED, doinglês Low Energy Ele tron Dira tion,trata-
se, basi amente,deum feixemonoenergéti odeelétrons, omenergiaentre0
e1000 eV,dirigidosobre asuperfí iede um sólido ristalinoonde oselétrons
são, devido à sua baixaenergia e assim pequena apa idade de penetração,
retro-espalhados apenas pelas primeiras amadasat mi as,asquaisformam
o que hamamos de superfí ie(Fig. 2.1). Atravésdaapli açãode diferenças
de poten ial retardadoras são sele ionados os elétrons espalhados elasti a-
mente, os quais são, então, a elerados ontra uma tela uores ente, omo
um tubo de raios atódi os, formando na tela um padrão de difração que
retrata asimetriada redere ípro adaestrutura ristalinadasuperfí ie. As
informaçõessobreoarranjoestruturaldosátomosdasuperfí ieestão ontidas
na distribuição espa ial dos feixes difratados, e prin ipalmente, na maneira
omo a intensidade destes varia om aenergia eo ângulodo feixein idente.
OaparatoexperimentalutilizadoemumexperimentoLEED2.2 onstitui-
se essen ialmente de quatro omponentes: um anhão de elétrons, um go-
ni metro, um dete tor de elétrons e uma âmara de Ultra-Alto-Vá uo. Os
anhões de elétrons, em geral, utilizam um lamento de tungstênio-toriado
Figura 2.1: Feixe de elétrons retro-espalhados pela superfí ie de um ristal
em um experimento LEED. E
inc
e kinc
são a energia inéti a e o vetor de onda dofeixe in idente, enquanto Eesp
e kesp
são aenergia inéti ae ovetor de onda de um feixe espalhado.dofeixein identenormalmenteé umafunçãomonotoni amente res ente da
tensão apli adaao anhão. Oselétronssão olimadosnadireçãodaamostra
omuma energiaentre 0e1000eV,odiâmetroefetivodofeixeéporvoltade
1 mm, o desvio daenergia é daordem de 0,5 eV e adivergên ia angular em
torno de
0, 5
◦
. Esses parâmetros levam a uma largura de oerên ia sobre a
amostraentre 200e 500 Å,ouseja, adifração de elétronsde baixaenergiaé
sensívelapenas apequenasregiõesdasuperfí ie ujasdimensõeslinearessão
dessa ordem. A sustentação, manipulaçãoe aque imentodaamostra dentro
da âmara são feitas pelo goni metro. Muitos deles permitem rotações em
torno de dois eixos: um perpendi ular e outro paralelo ao plano da super-
fí ie. A oleta de dados é feita através do dete tor ujo tipo mais omum
é Post-dira tion A elerator ou Retarding Field Analyser que onsiste
basi amente de três grades G1, G2 e G3 e uma tela uores ente F omo
mostra aFig. 2.3. Após olidirem om aamostra oselétronssão espalhados
elásti a
(2 − 5%)
e inelasti amente(95 − 98%)
e viajam através da região livre de ampo entre a amostra e a grade G1. Entre as grades G1 e G2Figura2.2: Aparato experimentalLEED. [2℄
existe uma pequena diferença de poten ialnegativa que barra prati amente
todos oselétronsespalhadosinelasti amentedetalmodoqueapenasaqueles
espalhados elasti amenteatingemagradeG3. Entrea gradeG3eatela u-
ores enteFexisteuma fortediferençade poten ialquea eleraoselétronsde
tal modoque estes olidem om a tela F provo ando uores ên ia nos pon-
tos de impa to. A este onjunto de pontos dá-se o nome de padrão LEED,
onde o brilho dos pontos é propor ional à intensidade dos feixes difratados.
Contudo,paraseobtersu essoemumexperimentoLEED éne essário quea
amostraestejalivreda ontaminaçãoporoutrostiposde átomosquepossam
estar depositados na superfí ie. Para que isso a onteça o aparato des rito
atingir pressões daordem de
10
−10
Torr. Nesta faixade pressãoa superfí ie
será oberta poruma amadadegás residualemaproximadamente10horas.
Nos atuais sistemas LEED padrões de difração produzidos na tela são ole-
tados através de um fot metro ou de uma âmara de vídeo ontrolada por
omputador. Variando-se aenergiadofeixe in identemede-se asrespe tivas
intensidades dos feixes difratados e o onjunto de dados obtidos é hamado
de urvas I(V). Como a mediçãodo ângulode in idên ia é uma tarefa om-
pli adaemumexperimentoLEED,a oletadas urvasI(V),emgeral,éfeita
a ângulo xo, mais omumente à in idên ia normal. Antes de serem usadas
no pro esso de determinação estrutural as urvas I(V) oletadas devem ser
normalizadas emrelaçãoà orrente de elétrons dofeixe in idente.
Figura 2.3: Modelo esquemáti o de um dete tor tipoPost-dira tion A e-