Det er gått minst ett år og barnet har funnet seg til rett i nytt miljø

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 atmi 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 dageometriaatmi 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 atmi 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 amadasatmi 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-

nimetro, 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 k

inc

são a energia inéti a e o vetor de onda dofeixe in idente, enquanto E

esp

e k

esp

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 gonimetro. 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 G2

Figura2.2: 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 fotmetro 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-

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