Ni-Einkristalloberflächen und Ni/Pd-Grenzflächen untersucht mit radioaktiven Sonden

Abstract

Die Oberfläche eines Ni(111)-Einkristalls wurde mittels einzelner 111mCd/111Cd- und 111In/111Cd- Sondenatome untersucht. Kurzes Anlassen des Kristalls ließ die Sondenatome verschiedene Adsorptionsplätze, nämlich freie und substitutionelle Terrassen-, Kanten-, und Eckenplätze einnehmen, welche durch eine bestimmte Anzahl nächster Ni-Nachbaratome (Koordinationszahl) charakterisiert sind. Der Elektrische Feldgradient (EFG) am Cd-Kern fällt nahezu linear mit fallender Koordinationszahl (NN) von 12x1017 V/cm2 für 9 NN auf 1x1017 V/cm2 für 3 NN. Das Magnetische Hyperfeinfeld (MHF) steigt mit fallender Koordinationszahl von -7 T auf +16 T an, wobei der Vorzeichenwechsel nicht gemessen wurde, aber theoretisch motiviert ist [1]. Pd wächst auf der Ni(111)-Oberfläche von 0.4 Monolagen bis zu einer Monolage Bedeckung in c(13x13)-Orientierung. Die zunehmende Zahl nächster Pd-Nachbarn verringert den Betrag des MHF am Cd für jeden Adsorptionsplatz. Dieses Verhalten des MHF kann unter der Annahme eines geringeren Beitrages der Pd-Nachbaratome und eines höheren Beitrages der Ni-Nachbaratome im Vergleich zur unbedeckten Ni- Oberfläche erklärt werden.

[1] Ph. Mavropoulos et. al., Phys. Rev. Lett. 81, 1998, 1505

The surface of a Ni(111) single crystal was explored by single 111mCd/111Cd and 111In/111Cd probe atoms. By brief annealing of the crystal, the probes are forced to occupy various adsorption sites, namely free and substitutional terrace-, step-, and kink-sites, characterized by different numbers of nearest Ni neighbors (coordination numbers). The Electrical Field Gradient (EFG) at the Cd nucleus decreases almost linearly with decreasing coordination number (NN) from 12x1017 V/cm2 for 9 NN to 1x1017 V/cm2 for 3 NN. The Magnetic Hyperfine Field (MHF) inreases with decreasing coordination number from -7 T to +16 T, where the change of sign was not measured but is motivated by theory [1]. From 0.4 monolayers up to 1 monolayer, Pd grows in c(13x13) orientation on the Ni(111) surface. For each adsorption site an increasing number of Pd neighbors lowers the MHF at Cd. This particular behavior of the MHF can be explained by assuming a lower contribution arising from the ferromagnetically polarized Pd neighbors and a higher contribution arising from the Ni neighbors as compared to the atoms of the clean Ni surface.

[1] Ph. Mavropoulos et. al., Phys. Rev. Lett. 81, 1998, 1505