同步辐射在光电子谱方面的应用

光电子谱实验的实质是将一单色光入射到样品上同时测量光发射电子的能量分布,由此获得样品内芯能级和价电子能量的信息.研究原子、分子、固体和表面的光电子谱已经是较为成熟的一种实验技术,光子能量小于40eV时,称为紫外光电子谱;光子能量大于1keV时,称为X射线光电子谱.同步辐射发现后,由于它的连续谱性质(能量由几个eV到几keV),上述区分已不再十分清楚.本文主要介绍同步辐射用于光电子谱以后,在研究固体及其表面方面所取得的进展. 同步辐射由于具有波长可变、高度偏振和高强度等优点,使传统的光电子谱技术增加了许多新的功能.在数据采集…     

强激光与固体靶作用产生的表面电子加速和辐射研究

利用单电子在固体靶表面准静态电磁场中运动的模型和非线性汤姆孙散射理论,研究了以大角度斜入射的强激光照射在固体靶表面产生的沿靶面方向发射的高能超热电子的运动及其产生的电磁辐射脉冲. 数值模拟表明,靶表面的电子在靶面附近的准静态电磁场和反射的激光场中作振荡. 当电子振荡频率接近激光频率时,电子被有效加速,被加速的电子主要沿靶面方向运动并产生向前的阿秒脉冲辐射. 讨论了电子在加速前的不同初始速度分布对辐射脉冲的时间和空间特性的影响,模拟了不同初始状态的多电子相干辐射脉冲的频谱特性. 关键词： 表面准静态电磁场 超热电子 阿秒脉冲 相干辐射     

1983年暑期表面物理专题讲习班简讯

由中国物理学会表面与界面专业委员会举办的1983年暑期表面物理专题讲习班于9月6日至24日在中国科学院物理研究所举行.听课学员180人,来自全国60个单位. 讲习班讲授内容分三部分:表面成分分析,表面结构分析,表面电子态的理论和实验研究.讲习班侧重提高,兼顾普及,编印了详细的讲义.其中表面成分分析包括:表面成分分析概述,离子散射谱(复旦大学朱昂如);x射线光电子谱的定性和定量分析,多组分固体表面的离子溅射(复旦大学董树忠);俄歇电子谱的定量分析(中国科学院半导体研究所陈维德);俄歇电子谱的深度成分分析(复旦大学张强基);俄歇电子谱分析…     

系统电磁脉冲边界层准稳态特性研究

 对黑体谱脉冲X射线入射到系统材料上发射的光电子的行为及其准稳态成立的条件进行讨论,研究了系统电磁脉冲(SGEMP)边界层中光电子参数和电场的准稳态特性,给出的公式,可以方便地获得SGEMP边界层的主要参数,如电子密度、电子分布、表面电场及其分布等。最后给出了一个计算实例。     

低覆盖度的Au/GaN(0001)界面的同步辐射研究

利用同步辐射光电子能谱研究了低覆盖度Au在GaN(0001)表面的初始生长模式,肖特基势垒高 度以及界面的电子结构.结果表明，Au沉积初始阶段有界面的化学反应,随后呈三维岛状生长 .由光电子能谱实验确定的肖特基势垒高度为14 eV. 通过对界面价带谱和Au 4f芯能级谱 的分析,确定了界面化学反应的存在.利用线性缀加平面波方法计算了GaN(0001)和Au的价带 态密度并分析了化学反应产生的机理,认为在初始阶段界面形成了Au_Ga合金. 关键词： 同步辐射 光电子能谱 Au/GaN欧姆接触 态密度     

光电子衍射

六十年代末,由于超高真空条件的获得,使低能电子衍射仪(LEED)逐渐发展成为实用的表面结构分析手段[1].在理论上,几种LEED的动力学理论也相继出现[2-4].利用LEED实验与理论计算的比较,可以决定长程有序表面结构,但对无序表面结构测定,LEED则无能为力. 七十年代中期开始,人们着手寻找一种新的表面结构分析方法,这种方法以LEED为基础,又弥补了它的不足.LEED的入射电子源是非相干源,如果用单色光激发表面层内原子,使之发射光电子,则这种光电子是相干电子源.光电子在固体中的衍射过程与LEED一样,分析光电子的衍射谱而获得表面原子结…     

双共振激发多光子电离过程中电离光电子谱的量子相干调制

利用缀饰态和微扰理论,研究了双共振激发多光子电离过程中电离光电子谱的量子相干特性,讨论了强场作用下激发脉冲的面积和脉冲间的延迟对多光子电离光电子谱的影响.结果表明,脉冲面积和脉冲间的延迟对电离光电子谱有明显的调制作用.当第一个脉冲的面积和脉冲间的延迟选取合适时,实现了多光子电离光电子谱Autler-Townes分裂以及电离光电子谱中干涉条纹的控制,并且利用这一量子相干控制实现了粒子在两个缀饰态之间的选择性布居;第二个脉冲面积的变化不影响两个缀饰态上的粒子布居几率,但对电离光电子谱有着明显的调制作用.     

脉冲激光沉积的金属原子团簇的电子状态及生长的研究

 介绍了采用X射线光电子谱(XPS)等技术研究脉冲激光沉积在Ni、Mo、C、NaCl(100)表面的Cu、Au原子团簇的电子状态;结合Cu₂p_3/2 X射线光电子谱峰和Cu L₃M_4,5M_4,5俄歇跃迁分离了电子结合能的初态和终态贡献,得出了它们随Cu表面浓度变化的关系,并对之作出了解释。使用XPS、RBS、TEM三项技术研究了Au在NaCl(100)表面的生长过程,通过计算得出了在不同表面浓度下Au原子团簇的平均高度和表面覆盖率。     

产生于双色脉冲与原子相互作用的光电子的时间相关谱

本文研究了双色激光脉冲与原子相互作用的过程.计算了光电子的时间相关谱.并对光电子的时间相关谱的特性以及脉冲强度对该谱的影响进行了讨论.     

基于光电子脉冲展宽的高时间分辨成像技术

为获取超快光脉冲信号,提出了一种基于光电子脉冲准线性展宽的高时间分辨二维成像技术。利用高频时变电场的线性工作区加速光电子脉冲信号,通过优化阴极激励源的电参数,选择光电子进入加速区的时刻实现光电子脉冲的准线性展宽。利用曝光时间100ps的门控选通微通道板在脉冲展宽模块的记录面进行选通曝光成像,实现高时间分辨的二维成像。为改善系统的空间分辨和成像畸变,添加轴向聚焦磁场解决电子漂移区中由电子空间电荷效应引起的时间和空间弥散,对于能量4 keV、出射角0.1°的电子束,聚焦磁场的最佳强度为0.057 T,此时阴极中心位置的空间分辨可达5 1p/mm,阴极边缘位置空间分辨稍差。基于光电子脉冲准线性展宽技术,可将漂移距离50 cm,初始脉宽10 ps的电子脉冲展宽10倍,从而可将门控MCP探测器的时间分辨提高1个量级(即10 ps以内)。     

固体表面的空电子态及其探测方法

本文介绍了固体表面空电子态研究的一些重要进展。着重阐述了用反光电子谱、总电流谱和扫描隧道电流谱等实验手段对空态进行探测，并举例说明它们在空态研究中所得到的一些最新结果。     

掺有K4Fe(CN)6/K3IrCl6/K4Ru(CN)6的AgClBr微晶的光电子时间分辨谱

微波吸收介电谱检测技术具有很高的时间分辨率 ,可用于固体中电子输运特性的无接触测量 ,是研究晶体中光生载流子寿命及其迁移行为的有效方法。本文利用高时间分辨的微波吸收薄膜介电谱检测装置 ,测量了掺杂K4Fe(CN) 6,K3 IrCl6和K4Ru(CN) 6的AgClBr晶体在 35ps超短脉冲激光曝光后的光电子衰减的时间分辨谱。得到了不同的掺杂剂对AgClBr乳剂的自由光电子和浅俘获光电子的时间特性的影响关系。试验结果表明 ,对于所用的 3种乳剂 ,在掺杂量为 1× 10 -6、掺杂位置为 30 %时 ,掺杂K4Fe(CN) 6的AgClBr乳剂的自由光电子衰减时间相对较短 ,感光度相对较高。利用此方法可进一步研究乳剂光电子时间特性与掺杂剂、颗粒形状、颗粒结构、光谱增感和化学增感剂等参数的依赖关系。     

外逸电子效应及其应用

外逸电子发射(exoelectron emission)是一种新的电子发射形式,简记为EEE.它的发射机制不同于热电子发射、光电子发射、场致发射和二次电子发射等.外逸电子是指固体表面由于受到某些外界作用(如电离辐射、机械作用)或本身的物理化学变化(如凝固、吸附)而发射出的低能电子.早在本世纪二十年代人们就已经知道,当无机物受到化学作用时表面会发出低能电子.后来又发现,盖革计数管在刚制成或电极重新加工后,本底有异常现象.甚至铜、铝等金属的新鲜加工表面都会出现电子脉冲.但直到1949年,这类现象才由西德克拉默尔(Kramer)加以系统研究.故此种电…     

光电子能量角度分布和空间电荷效应对变像管条纹相机的影响

基于飞秒条纹相机系统和飞秒电子衍射系统设计需求,通过蒙特卡罗方法模拟研究了在阴栅加速区光电子能量、角度分布和空间电荷效应对光电子时间弥散和能量弥散的影响。确定了紫外和软X射线波段入射光电阴极时,光电子六种初始能量分布的时间弥散精确值。分析了光电子发射电流密度、加速电场和时间弥散的关系。发现了电子脉冲在加速区轴向速度的线性啁啾、能量弥散变化和在自由区不相同。     

光电子能谱中的一些物理问题

近十几年来,现代能谱学领域又出现了光电子能谱学.由于它在表面组成和状态分析方面有巨大的潜力,引起了物埋学和化学工作者的广泛兴趣. 光电子能谱学的基本原理是光电效应:光照射样品,样品表面会光致电离放出光电子.五十年代以来,随着超高真空技术的发展以及电子能量分析器的灵敏度和分辨率的改进到六十年代末,七十年代初期光电子能谱仪开始商品化。开拓了有关电子能谱学的广泛研究和应用. 许多光谱的产生,如X光谱、俄歇谱等都要涉及到两个或三个束缚态电子的能级,而光电子的产生,只涉及一个束缚态电子的能级,即原子或分子中电于的某一能级…     

光滑激光脉冲作用下的强场自电离

本文研究了光滑激光脉冲作用下包含高阶离化的强场自电离过程,导出了其中的基本方程,得到了基态布居和光电子谱的一系列解析表达式。讨论了指数增长脉冲作用时的具体结果,发现高能谱比低能谱更能呈现出光电子谱在脉冲光作用下特有的多峰分裂。     

感绿光谱增感染料在氯化银微晶表面的电子陷阱效应

光谱增感技术可使卤化银感光材料实现对全波段感光，同时光谱增感技术在现代光信息记录与存储、光电器件、太阳能转换与存储等领域具有重要的应用.应用微波吸收介电谱技术研究了立方体氯化银吸附感绿菁染料后的光电子衰减特性，建立了氯化银光电子衰减动力学模型，根据此模型结合光电子衰减实验结果对光谱增感染料吸附在卤化银表面的电子陷阱效应进行了分析.研究结果表明：当染料以单分子态吸附在卤化银表面时，染料起浅电子陷阱效应；染料以J聚集体吸附在卤化银表面时，染料起到了深电子陷阱效应.浅电子陷阱与深电子陷阱效应的临界浓度为每40g 关键词： 感绿染料 氯化银 光电子衰减 电子陷阱效应     

SiC表面C 1s谱最优拟合参数的研究

提出了一种新的,用未限定拟合峰位置、半高宽和峰面积的X射线光电子谱拟合方法,研究了拟合峰的数目、函数类型及背景对SiC表面C 1s谱拟合结果的影响,并与样品表面宽扫描X射线光电子谱和红外掠反射吸收谱相对照,确定了SiC表面C 1s谱的最优拟合参数,获得了与文献中数值相同的 C 1s束缚能. 为SiC及其他材料表面元素窄扫描X射线光电子谱的拟合和化学态结构的鉴定奠定了基础. 关键词： SiC X射线光电子谱 C 1s谱     

X射线光电子能谱

X射线光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy，XPS）技术也被称作用于化学分析的电子能谱（electron spectroscopy for chemical analysis，ESCA）．XPS属表面分析法，它可以给出固体样品表面所含的元素种类、化学组成以及有关的电子结构重要信息，在各种固体材料的基础研究和实际应用中起着重要的作用．文章简要介绍了XPS仪器的工作原理和分析方法，并给出了XPS在科学研究工作中的应用实例．     

工业中的现代表面分析技术(Ⅰ) 主要仪器和方法简介

本文扼要地介绍了几种工业中常用的现代表面分析仪器和方法，如俄歇电子谱（ＡＥＳ）、Ｘ－射线光电子谱（ＸＰＳ）［或称化学分析用电子谱（ＥＳＣＡ）］、二次离子质谱（ＳＩＭＳ）等的基本工作原理、仪器结构、使用方法及其特点，简单讨论了与表面分析有关的超高真空技术、样品表面的清洁、离子束溅射及无损检测等问题．