NSRL在表面化学中的同步辐射研究进展

综述了国家同步辐射实验室在表面化学的同步辐射研究中的部分新进展，其中包括碱金属Ｋ和稀土金属Ｇｄ对半导体表面氧化和氮化的催化作用；ＧａＡｓ（１００）半导体表面采用ＣＨ３ＣＳＮＨ２硫钝化的新方法，稀土金属Ｇｄ在半导体表面的吸附及界面形成；一种新的氧化镁薄膜的制备方法。     

样品电流模式下外磁场引起的X射线吸收谱强度变化

在用样品电流模式的测量过程中发现，磁场强度、磁场与样品表面的夹角以及光斑在样品表面的位置都会对吸收谱强度产生影响；在光斑、磁场和样品的不同几何配置下,测量并分析了表面均匀氧化的铝箔中氧的K边吸收谱，指出外磁场下吸收谱强度随各种条件变化的趋势，并对实验结果给出了合理解释；结果表明所用的模型分析与实验数据符合得很好；所得到的信息对于XMCD实验的设计安排、相应数据的分析以及物理信息的提取具有重要意义.     

角分辨光电子能谱技术及其应用进展

角分辨光电子能谱（ARPES）是研究晶体表面电子结构,如能带,费米面,以及多体相互作用的重要工具。本文概述了光电子激发的一般过程和单粒子近似下的理论模型。详细讨论了角分辨光电子能谱的能带勾画（Energy Band Mapping）和费米面成像（Fermi Surface Mapping）技术,以及高分辨下的角分辨光电子能谱在强相关体系研究中的应用。文章最后简单介绍了当前角分辨光电子能谱研究的新进展,如研究宽禁带半导体材料的表面电子结构,有机功能材料与金属的界面,金属超薄膜中的量子阱态,以及高温超导机理研究等。     

Bi2Sr2CaCu2-xSnxO8+δ系列 超导体的XRD和XPS研究

实验研究了Bi₂Sr₂CaCu_2-xSn_xO_8+δ 的X射线衍射(XRD)和光电子能谱(XPS).实验发现随着掺杂(Sn)量的增加,晶格参数a 和c都有所变化,O1s和Cu2p芯能级谱也发生了变化.实验结果表明： 在低掺杂量时,Sn主要 呈二价态;而在高掺杂浓度时呈四价态;掺Sn对超导电性的影响与其他元素的掺杂不同.这 些实验结果支持化学环境在高温超导样品的电子结构中起着重要作用的结论. 关键词： Bi系超导体 掺杂 X射线衍射 光电子能谱     

MnxSi1-x磁性薄膜的结构研究

利用X射线衍射(XRD)和X射线吸收近边结构(XANES)方法研究了在Si(100)衬底上及600℃温度条件下用分子束外延(MBE)共蒸发方法生长的Mn_xSi_1-x磁性薄膜的结构.由XRD结果表明,只有在高Mn含量(8％和17％)样品中存在着Mn₄Si₇化合物物相.而XANES结果则显示,对于Mn浓度在0.7%到17%之间的Mn_xSi_1-x样品,其Mn原子的XANES谱表现出了一致的谱线特征.基于多重散射的XANES理论计算进一步表明,只有根据Mn₄Si₇模型计算出的理论XANES谱才能够很好的重构出Mn_xSi_1-x样品的实验XANES谱.这些研究结果说明在Mn_xSi_1-x样品中,Mn原子主要是以镶嵌式的Mn₄Si₇化合物纳米晶颗粒存在于Si薄膜介质中,几乎不存在间隙位和替代位的Mn原子. 关键词： xSi_1-x磁性薄膜')" href="#">Mn_xSi_1-x磁性薄膜 分子束外延 XRD XANES     

Si(001)表面分子束外延生长的小尺寸Ge量子点

通过调节生长参数, 在Si(001)衬底表面利用分子束外延(MBE)方法生长得到尺寸小于10 nm的高密度Ge量子点. 扩展的X射线吸收精细结构(EXAFS)的研究结果表明, 在500 ℃和550 ℃制备的小尺寸量子点内, GeSi合金的含量分别为75%和80%. 经热力学分析, 在量子点生长完成后的退火过程中, 可能存在Si原子从衬底表面向量子点表面扩散, 并和Ge原子通过表面偏析发生混合的过程. 另一方面, 小尺寸量子点较高的高宽比, 也会导致形成较高含量的GeSi合金.     

LECTRONIC STRUCTURE STUDIES OF Bi2Sr2CaCu2-xSnxO8+δ SYSTEM

Photoemission measurements have been carried out for Bi₂Sr₂CaCu_2-xSn_xO_8+δ system with conventional x-ray photoemission spectroscopy for core-level spectra and synchrotron radiation photoemission spectroscopy for valence band. With Sn doping, all core levels shift differently in binding energy, and the intensity near fermi energy becomes smaller in valence hand. From the experiment, we can deduce that the shifts of all core levels and valence hands may involve some other mechanisms, such ms electrostatic effects, in addition to binding energy referencing effects. We argue that the chemical environment plays a crucial role in the electronic structure of high-temperature superconductors.     

Mn掺杂SiC磁性薄膜的结构表征

利用反射式高能电子衍射(RHEED)、X射线衍射(XRD)和X射线吸收近边结构谱(XANES)等技术研究了在950 ℃条件下Si(111)衬底上共蒸发分子束外延方法制备的Mn掺杂SiC磁性薄膜的结构特征.RHEED结果表明,生长的Mn掺杂SiC薄膜为立方结构.XRD和XANES结果表明,在Mn掺杂量为0.5％和18%的样品中,Mn原子均是与SiC半导体介质中的Si原子反应生成镶嵌在SiC基体中的Mn₄Si₇化合物颗粒,并未观察到在SiC晶格中有替代式或间隙式的M     

C~ 注入a-SiN_x∶H薄膜的微结构及光发射的研究

常温下对低压化学气相沉积制备的纳米硅镶嵌结构的a-SiNx∶H薄膜进行低能量高剂量的C 注入后,在800~1 200℃高温进行常规退火处理。X射线光电子能谱(XPS)及X射线光电子衍射(XRD)等实验结果表明,当退火温度由800℃升高到1200℃后,薄膜部分结构由SiCxNy转变成SiNx和SiC的混合结构。低温下利用真空紫外光激发,获得分别来自于SiNx、SiCxNy、SiC的,位于2.95,2.58,2.29 eV的光致发光光谱。随着退火温度的升高,薄膜的结构发生了变化,发光光谱也有相应的改变。     

具有SiC缓冲层的Si衬底上直接沉积碳原子生长石墨烯

石墨烯是近年发现的一种新型多功能材料.在合适的衬底上制备石墨烯成为目前材料制备的一大挑战.本文利用分子束外延(MBE)设备,在Si 衬底上生长高质量的SiC 缓冲层,然后利用直接沉积C原子的方法生长石墨烯,并通过反射式高能电子衍射(RHEED)、拉曼(Raman)光谱和近边X 射线吸收精细结构谱(NEXAFS)等实验技术对不同衬底温度(800、900、1000、1100 °C)生长的薄膜进行结构表征.实验结果表明,在以上衬底温度下都能生长出具有乱层堆垛结构的石墨烯薄膜.当衬底温度升高时,碳原子的活性增强,其成键的能力也增大,从而使形成的石墨烯结晶质量提高.衬底温度为1000 °C时结晶质量最好.其原因可能是当衬底温度较低时,碳原子活性太低不足以形成有序的六方C-sp2环.但过高的衬底温度会使SiC 缓冲层的孔洞缺陷增加,衬底的Si 原子有可能获得足够的能量穿过SiC薄膜的孔洞扩散到衬底表面,与沉积的碳原子反应生成无序的SiC,这一方面会减弱石墨烯的生长,另一方面也会使石墨烯的结晶质量变差.