Влияние осаждения атомов Ba и имплантации ионов Ba$^+$ на электронную структуру монокристаллического Ge

Впервые исследовано влияние осаждения атомов Ba с толщиной $\theta\le$ 3–4 монослоя и имплантации ионов Ba$^+$ с энергией $E_0$ = 0.5–2 keV на плотность состояний электронов валентной зоны, параметров энергетических зон, эмиссионных и оптических свойств Ge(111). Показано, что при осаждении атомов Ba с $\theta$ = 1 монослой значение термоэлектронной работы выхода $\varphi$ уменьшается на $\sim$1.9 eV, а значение коэффициента вторичной электронной эмиссии $\sigma_m$ и квантового выхода фотоэлектронов $Y$ увеличивается в 1.5–2 раза. В случае имплантации ионов Ba$^+$ с $E_0$ = 0.5 keV при дозе облучения $D$ = 6$\cdot$10$^{16}$ cm$^{-2}$ плотность состояния валентных электронов и параметры энергетических зон резко изменяются; квантовый выход фотоэлектронов увеличивается в 2 и более раз. Наблюдаемые изменения объясняются формированием на поверхности тонкого ($\sim$25–30 $\mathring{\mathrm{A}}$) аморфного легированного слоя, состоящего из наноразмерных фаз типа Ba–Ge ($\sim$60–65 at.%) и избыточных (несвязанных) атомов Ba и Ge. При этом происходит уменьшение ширины запрещенной зоны $E_g$ на $\sim$0.3 eV.