logotype
    

OF PROKHOROV GENERAL PHYSICS INSTITUTE RAS

  
line decor
   English version
line decor
 
 
 
 
  
Laboratory of Scanning Probe Microscopy

 

Basic directions of studies

  • Development of ultra-high vacuum scanning probe microscopes
  • Development of atomic-scale techniques
  • Development of systems for quantum cryptography

Main results

  • Development of methods for nanolithography and local deposition of metals on the surface of silicon and gallium arsenide using UHV scanning tunneling microscopes. As the atomic-sharp resists used condensed layers of molecular halogen and halide thin films of copper and silver.
  • Development of methods for managing the atomic structure of semiconductor surfaces A(3)B(5) using features of interaction of molecular halogens with the surface.
  • Studying the mechanism of enhanced Raman scattering in thin halide films on metal surfaces, (CuCl, CuI) / Cu, (AgCl, AgI) / Ag.
  • According to the results of studies published over 40 articles in refereed journals and a monograph.

Development of instruments for surface physics and nanotechnology

  • Ultrahigh scanning tunneling microscope GPI 300. Developed in 1995, with 2002 series produced by ЗАО НПФ "Сигма Скан". We supplied 13 devices in RAS institutes and universities in Russia and Europe.
  • Low-temperature ultrahigh vacuum scanning tunneling microscope GPI CRYO, working in a wide temperature range 5-300 K. Built in 2006
  • Technologies and equipment for the preparation of probes for scanning tunneling microscopes, including the installation of an electrochemical development of acute and complex equipment and techniques for sharpening tips in ultrahigh vacuum ion beams.
  • The method of signal amplification of Raman scattering in the tunneling gap, STM (TERS - Tip Enhanced Raman Scattering) for a standard spectrometer Jobin Yvon (France) is designed and implemented. We used aminiature STM scanner probe and the substrate of gold. Strengthening was x1000.

Projects, contracts and grants

  • The contract with the Ministry of Education. "Vibrational spectroscopy of single molecules using low-temperature ultrahigh vacuum scanning tunneling microscope," 2010-2012.
  • The contract with the Ministry of Education. "Development of approaches for the implementation of relativistic quantum cryptography"
  • The joint laboratory CNRS-RAS "Tools, Measurements, Technologies of the atomic scale using active gases (IITAM)" 2010-2013.
  • The contract with the Ministry of Education with. Relativistic quantum cryptography. 2011-2013.

Educational Activities

  • We developed 4 laboratory work on surface physics at ultrahigh vacuum equipment and created two semester course of lectures for 5-course students of MIPT, and MIREA: "Introduction to the physics of the surface" and "Methods of probe microscopy"

Equipment

Ultrahigh-vacuum low-temperature scanning tunneling microscope, GPI CRYO.

       
а)                                                        б)

STM images of Au (111), obtained at T = 5 K. a) Atomic structure of the "giraffe", formed by chlorine atoms. Left and right of the structure clearly visible twin domain walls, characteristic of the surface of Au (111), b) "Rock Paintings", formed by clusters of gold chloride AuCl6

Publications

2014

  1. V. V. Zheltov, V. V. Cherkez, B. V. Andryushechkin,G. M. Zhidomirov, B. Kierren, Y. Fagot-Revurat, D. Malterre, and K. N. Eltsov. Structural paradox in submonolayer chlorine coverage on Au(111). PHYS. REV. B 89, 195425 (2014)
  2.  K.N. Eltsov, A.A. Vedeneev. Study of 4x2/c(8x2)-2x4/c(2x8) structural transition on GaAs(001) due to molecular iodine action. Письма ЖЭТФ (JETP Letters). 99 (2014)537-541
  3. I.V. Radchenko, K.S. Kravtsov, S.P. Kulik and S.N. Molotkov "Relativistic quantum cryptography", LASER PHYS. LETT. 11 (2014) 065203
  4. V. V. Zheltov, B. V. Andryushechkin,G. M. Zhidomirov, B. Kierren, Y. Fagot-Revurat, D. Malterre, and K. N. Eltsov. Chlorine adsorption on Cu(111) revisited: LT-STM and DFT study. SURFACE SCIENCE, 2015, в печати
  5. T.V. Pavlova, G. M. Zhidomirov, and K. N. Eltsov.  First-principle study of Cu(111) chlorination: does chlorine or copper chloride desorbs? PHYS. REV. B. подготовлено для публикации
  6. S.L. Kovalenko, T.V. Pavlova, B. V. Andryushechkin and K. N. Eltsov. Synthesis of large size monocrystal of graphene on Ni(111). PHYS. REV. LETT. подготовлено для публикации.
  7. V. Cherkez, B.V. Andryushechkin, B. Kierren, C. Didiot, Y. Fagot-Revurat, D. Malterre, V. V. Zheltov and K.N. Eltsov. Self-organized nano-porous lattice formed from individual atoms on the surface of metal. PHYS. REV. B. подготовлено для публикации.
  8. Novikov Yu.A. Measurement of Electron Density Distribution in the Probe of a Low Voltage SEM. // Journal of Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 2013, V. 7, No. 6, p. 1277–1282.
  9. Novikov Yu.A. Effect of the Inclination of a Test Object on the Calibration of an SEM. // Journal of Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 2013, V. 7, No. 6, p. 1283–1288.
  10. В.В. Желтов, Б.В. Андрюшечкин, Г.М. Жидомиров, К.Н. Ельцов. Латеральное взаимодействие атомов галогена на поверхности Au(111) при низкой степени покрытия. Труды VIII Совещания «Актуальные проблемы физики конденсированных сред», Пермь 2014, 15 стр.
  11. Т.В. Павлова. Динамика гетерогенной химической реакции: от диссоциации молекулы к продуктам реакции. Материалы конференции молодых учёных ИОФ РАН, стр. 17-21, 2014.
  12. Новиков Ю.А. РЭМ изображения микро- и наноструктур в обратно рассеянных электронах. 1. Метод исследования. // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2014, № 8, с. 46-57.
  13. Новиков Ю.А. Виртуальный растровый электронный микроскоп. 3. Полуэмпирическая модель формирования сигнала РЭМ. // Микроэлектроника, 2014, т. 43, № 4, с. 263-274.
  14. Новиков Ю.А. Плотность распределения электронов в зонде низковольтного РЭМ. // Микроэлектроника, 2014, т. 43, № 5, с. 373-383.
  15. Новиков Ю.А. Виртуальные измерительные приборы. // Нано- и микросистемная техника, 2014, № 11, с. 29-36.
  16. Ю.В. Ларионов, Ю.А., Измерение диаметра пучка РЭМ с помощью рельефной структуры: влияние контаминации, Поверхность, 2014, №11, с.51-60

 

2012-2013

  • V.V.Zheltov, V.V.Cherkez, G.M.Zhidomirov, B.V.Andryushechkin, B. Kierren, Y. Fagot-Revurat, D. Malterre and K.N.Eltsov, Structural paradox in chlorine submonolayer on Au(111). Physical Review Letters, направлена в печать..
  • B.V. Andryushechkin, V.V.Cherkez, V.V. Zheltov, G.M. Zhidomirov, B. Kierren, C. Didiot, D. Malterre and K.N. Eltsov, Adsorption of chlorine on Ag(111): submonolayer coverage range, Physical Review B, (2013), under revision.
  • B.V. Andryushechkin, V.V. Cherkez, E.V.Gladchenko, G.M.Zhidomirov, B. Kierren, C.Didiot, D. Malterre, and K.N.Eltsov, Self-organization of gold chloride molecules on Au(111) surface, Journal of Physical Chemistry C (2013), DOI: 10.1021/jp409258z.
  • B.V. Andryushechkin, V.V. Cherkez, T.V.Pavlova, G.M. Zhidomirov, and K.N.Eltsov, Structural transformations of Cu(110) surface induced by adsorption of molecular chlorine, Surface Science 608 (2013) 135-145.
  • B.V.Andryushechkin, V.V. Cherkez, E.V. Gladchenko, G.M. Zhidomirov, B. Kierren, Y. Fagot-Revurat, D. Malterre, and K.N. Eltsov, New insight into the structure of saturated chlorine layer on Ag(111): LT-STM and DFT study, Applied Surface Science 267 (2013) 21–25.

2011

  • B.V.Andryushechkin, V.V.Cherkez, E.V.Gladchenko, G.M.Zhidomirov, B.Kierren, Y.Fagot-Revurat, D.Malterre , K.N.Eltsov, New insight into the structure of saturated chlorine layer on Ag(111): LT-STM and DFT study, Applied Surface Science, in press
  • B. V. Andryushechkin, V. V. Cherkez, B. Kierren, Y. Fagot-Revurat, D. Malterre, and K. N. Eltsov. Commensurate-incommensurate phase transition in chlorine monolayer chemisorbed on Ag(111):Direct observation of crowdion condensation into a domain-wall fluid. Phys. Rev. B 84 (2011) art.no 205422.
  • B. V. Andryushechkin, V. V. Cherkez, E. V. Gladchenko, G. M. Zhidomirov, B. Kierren, Y. Fagot-Revurat, D. Malterre, and K. N. Eltsov. Atomic structure of Ag(111) saturated with chlorine: Formation of Ag3Cl7 clusters. Phys. Rev. B 84 (2011) art.no 075452.
  • Z. Wang, K. Kravtsov, J. Chang, and P. R. Prucnal, "Sensor data transmission overlay on gigabit passive optical networks," J. Opt. Commun. Netw., vol. 3, no. 7, (2011) pp. 553–558.
  • Богданов Ю.И., Гавриченко А.К., Кравцов К.С., Кулик С.П., Морева Е.В., Соловьев А.А. "Статистическое восстановление смешанных состояний поляризационных кубитов", ЖЭТФ, Том 140, №2, (2011), стр. 224-235.
  • Y. I. Bogdanov, G. Brida, I. D. Bukeev, M. Genovese, K. S. Kravtsov, S. P. Kulik, E. V. Moreva, A. A. Soloviev, and A. P. Shurupov, "Statistical estimation of the quality of quantumtomography protocols," Phys. Rev. A 84 (2011) art.no 042108.
  • Б.В.Андрюшечкин, Самоорганизация атомов хлора и хлоридных структур на поверхности Au(111), Труды XV Межд. Симп. "Нанофизика и нанофотоника", с. 259-260, (2011).

2010

  • B. V. Andryusheckin, V. V. Cherkez, V. M. Shevlyuga, and K. N. Eltsov. Structural Transformations on Cu(110) under Molecular Iodine Action. Physics of Wave Phenomena 2010, Vol. 18, No. 3, pp. 172–184.
  • B. V. Andryushechkin, V. V. Cherkez, E. V. Gladchenko, G. M. Zhidomirov, B. Kierren, Y. Fagot-Revurat, D. Malterre, and K. N. Eltsov. Structure of chlorine on Ag(111): Evidence of the (3х3) reconstruction. Phys. Rev. B 81 (2010) art.no 205434.
  • Didiot C., Cherkez V., Kierren B., Fagot-Revurat Y., Malterre D. Bulk state confinement and band folding in nanostructured surfaces Phys.Rev.B 81 (2010) art.no 075421.
  • B.V. Andryushechkin, K.N. Eltsov, A.V. Kuzmichev, V.M. Shevlyuga. Electron induced chemical transformations in condensed chlorine layer on Si(100). Physics of Wave Phenomena, 2010 V.18, №4 P.301-310.
  • Андрюшечкин Б.В. Современное состояние исследований структурных фазовых переходов в адсорбированных слоях, Труды ИОФАН, том 66: (2010) стр.6-19
  • Андрюшечкин Б.В., Гладченко Е.В., Дидье К., Ельцов К.Н., Жидомиров Г.М., Керрен Б., Черкез В.В. Наноструктурирование поверхности Ag(111) при воздействиимолекулярного хлора, Труды ИОФАН, том 66: (2010) стр. 20-51
  • Андрюшечкин Б.В., Дидье К., Ельцов К.Н., Керрен Б., Черкез В.В. Самоорганизация атомов хлора и хлоридных структур на поверхности Au(111) , Труды ИОФАН, том 66: (2010) стр. 52-76
  • Андрюшечкин Б.В., Черкез В.В., Шевлюга В.М., Ельцов К.Н. Зародышеобразование и рост пленки йодида меди на поверхности Cu(110) при адсорбции молекулярного йода. Труды ИОФАН, том 66: (2010) 77-96
  • Андрюшечкин Б.В., Гладченко Е.В., Рожкова А.С., Ельцов К.Н., Керрен Б., Черкез В.В. Структурные превращения и реконструкции поверхности Cu(110)при адсорбции хлора, Труды ИОФАН, том 66: (2010) стр. 97-132
  • Андрюшечкин Б.В., Гладченко Е.В., Жидомиров Г.М., Корлюков А.А., Ельцов К.Н. Атомная и электронная структура поверхности Ag(100) при воздействиимолекулярного йода, Труды ИОФАН, том 66: (2010) стр.133-155
  • Веденеев А.А., Ельцов К.Н. Структурные превращения в слое атомов йода, адсорбированных на поверхности GаAs(001)-4´2/c(8´2), Труды ИОФАН, том 66: (2010) стр. 169-194
  • Arapkina L. V.; Yuryev V. A.; Shevlyuga V. M.; et al., Phase transition between (2 x 1) and c(8 x 8) reconstructions observed on the Si(001) surface around 600 оC, JETP LETTERS 92 (2010) 310-314.

 

2008-2009

  • Е.В.Гладченко, Б.В.Андрюшечкин, Г.М. Жидомиров, К.Н.Ельцов Экспериментальное и теоретическое исследование локальной структуры поверхности Ag(100) в реакции взаимодействия с молекулярным йодом. Физическое образование в вузах. Приложение. Т.15, №1 (2009) С. П14-П15.
  • B. V. Andryushechkin, G. M. Zhidomirov, K. N. Eltsov, Y. V. Hladchanka (E.V.Gladchenko), A. A. Korlyukov, Local structure of the Ag(100) surface reacting with molecular iodine: Experimental and theoretical study, Phys. Rev. B 80, 125409 (2009).
  • Б.В. Андрюшечкин, К.Н. Ельцов, А.В. Кузмичев, В.М. Шевлюга. Низкотемпературное хлорирование Si(100), инициированное электронным пучком. ФТТ.
  • A.A. Vedeneev, K.N. Eltsov. Study of 4x2/c(8x2) ® 2x4/c(2x8) structural transition on GaAs(001) due to molecular iodine action. Surface Science 2009.
  • B. V. Andryushechkin, Y. V. Hladchanka, G. M. Zhidomirov, A. A. Korlyukov and K. N. Eltsov. Local structure of the Ag(100) surface reacting with molecular iodine: Experimental and theoretical study. PRB 80 (2009) 125409
  • B. V. Andryushechkin, Y. V. Hladchanka, G. M. Zhidomirov, B.Kierren, C. Didiot, D. Malterre, and K. N. Eltsov. Revisiting chlorine structure on Ag(111): evidence of 3x3 reconstruction. PRL.
  • A.A. Vedeneev, K.N. Eltsov. Atomic scale behavior of iodine adsorbed on GaAs(001)-4x2/c(8x2): "ghosts" as nucleation sites. PRL.
  • К.Н. Ельцов. Аналитические возможности сверхвысоковакуумного сканирующего туннельного микроскопа. Международный семинар по поверхности и низкоразмерным системам LDS 2008 (Лоо, 5-9 сентября 2008 г), с. 15-19.
  • Б.В. Андрюшечкин. Поверхностные фазовые переходы. Труды международного семинара по поверхности и низкоразмерным системам LDS 2008 (Лоо, 5-9 сентября 2008 г), с. 27-30.
  • Boris Andryushechkin , Konstantin Eltsov , Vladimir Cerchez , Bertrand Kierren, Clement Didiot and Daniel Malterr. Chlorine adsorption on Ag(111): low temperature STM study. ECOSS-25 ( Liverpool, 2008).
  • Boris Andryushechkin, Konstantin Eltsov, Vladimir Cerchez. Structural phase transitions in chlorine monolayer on Cu(110). ECOSS-25 ( Liverpool, 2008).
  • C. Didiot, B. Andryushechkin, V. Cerchez, B. Kierren, D. Malterre and K. Eltsov. Surface state mediated ordering in Cl overlayer on Au(111) and Au(788). ECOSS-25 ( Liverpool, 2008).
  • B. Andryushechkin. Iodine on Ag(100): STM and DFT study. International Seminar "Statistical Physics and Low Dimensional Structures SPLDS'08" ( Nancy, France 23-27 May 2008 )  http://www.lpm.u-nancy.fr/SPLDS2008/.
  • Boris Andryushechkin, Konstantin Eltsov, Vladimir Cerchez, Bertrand Kierren, Clement Didiot and Daniel Malterr. Chlorine adsorption on Ag(111): low temperature STM study. 8 Japan-Russia Seminar on Semiconductor Surfaces, (October 19-23 2008, Sendai, Japan).
  • К.Н. Ельцов. Управление атомной структурой поверхности материалов A IIIB V молекулярными галогенами. Пленарная лекция. Тезисы докладов XIII национальной конференции по росту кристаллов НКРК 2008 (Москва, 17-21 ноября 2008 г), с.6.

 

 
 


Head of the Laboratory

Eltsov Konstantin Nikolaevich

 

(Staff...)

  
 
    | Webmaster | ©2010 NSC GPI RAS