苝四甲酸二酐薄膜电子结构的同步辐射共振光电子能谱研究

利用基于同步辐射的近边X射线吸收精细结构谱(NEXAFS)和共振光电子谱(RPES)研究了苝四甲酸二酐分子(PTCDA)薄膜的电子结构.碳K边NEXAFS谱中能量小于290 eV的四个峰对应于PTCDA分子不同化学环境碳原子1s电子到未占据分子轨道的共振跃迁.RPES谱中观察到共振光电子发射和共振俄歇电子发射导致的共振峰结构,以及二次谐波激发的碳1s信号.根据电子动能对入射光能量的依赖性分别对三类峰结构进行了归属.同时,发现PTCDA分子轨道共振光电子峰的强度具有光子能量依赖性.这种能量选择性共振增强效应是由于PTCDA分子轨道空间分布差异导致的.共振俄歇峰主要源于高结合能(4.1 eV)分子轨道能级电子参与的退激发过程.明确RPES实验谱图中各个峰结构的起源有助于准确利用基于RPES的芯能级空穴时钟谱技术定量估算有机分子/电极异质界面处电子从分子未占据轨道到电极导带的超快转移时间.     

Yb2.75C60同步辐射光电子能谱

在超高真空系统中制备了Yb275C60薄膜.对样品进行了同步辐射光电子能谱研究.在费米能级以下约5 eV范围内的谱数据由Yb275C60价带（C60分子轨道LUMO，HOMO和HOMO 1导出的能带）和芯态（Yb 4f7/2，4f5/2）能级构成.用紫外能区不同能量的入射光子，用C 2p和Yb 4f光电离截面随光子能量的不同变化规律，通过定量拟合，得到了对谱线有贡献的上述各个组分的峰位、峰宽和强度.结果表明，光子能量高于约300 eV时，芯态4f的贡献使得实验结果远远偏离价带的本征态密度分布.因此，研究Yb275C60价态时，应使用能量低于300 eV的光子.对实验和拟合结果分析，发现了类似纯C60的光电离截面振荡现象.振荡幅度相对于纯C60较小，反映了化合物中C60分子的化学环境对光电离截面振荡现象起着不可忽略的作用. 关键词： Yb275C60 同步辐射光电子能谱 光电离截面振荡     

Yb2.75C60同步辐射光电子能谱

在超高真空系统中制备了Yb2.75C60薄膜.对样品进行了同步辐射光电子能谱研究.在费米能级以下约5 eV范围内的谱数据由Yb2.75C60价带(C60分子轨道LUMO,HOMO和HOMO-1导出的能带)和芯态(Yb 4f7/2,4f5/2)能级构成.用紫外能区不同能量的入射光子,用C 2p和Yb 4f光电离截面随光子能量的不同变化规律,通过定量拟合,得到了对谱线有贡献的上述各个组分的峰位、峰宽和强度.结果表明,光子能量高于约30.0 eV时,芯态4f的贡献使得实验结果远远偏离价带的本征态密度分布.因此,研究Yb2.75C60价态时,应使用能量低于30.0 eV的光子.对实验和拟合结果分析,发现了类似纯C60的光电离截面振荡现象.振荡幅度相对于纯C60较小,反映了化合物中C60分子的化学环境对光电离截面振荡现象起着不可忽略的作用.     

苯并咪唑苝与金属Ag的界面电子结构研究

利用同步辐射光电子能谱实验技术考察了苯并咪唑苝(BZP)和Ag的界面形成过程与电子结构.单层覆盖度以下时，BZP分子与Ag有弱相互作用，在有机分子禁带中出现明显界面反应态，结合能位于0.9eV.单层铺满后，BZP分子呈现三维岛式生长，且与Ag的相互作用逐渐减弱，同时最高占据分子轨道由于终态效应逐渐向高结合能方向位移至体相结合能位置(2.3eV). Ag衬底上BZP分子的生长导致样品表面功函数减小，表明形成了表面偶极势(Δ=0.3eV)，且电子从有机分子向金属Ag偏移.最后，考察了BZP/Ag 关键词： 有机-金属界面 电子结构 光电子能谱 同步辐射     

用角分辨光电子能谱研究Co/Cu(111)外延超薄膜的电子结构

利用同步辐射角分辨光电子能谱研究了分子束外延生长的Co/Cu(111)超薄膜电子结构的变化.Cu(111)的位于表面布里渊区Γ点的表面态在覆盖度为两单层时仍然可以分辨,说明薄膜生长模式不是二维层状生长.在一单层和二单层时,动量沿Cu体布里渊区ΓΛL方向变化,Co的最明显的峰包有能量色散.在覆盖度从一单层到两单层的变化过程中,固定光子能量测谱发现Co的能带的能量调整.实验测得的Co膜的电子结构与已有理论计算的结果对比,初步确定Co原子在生长初期阶段为两层岛生长,而且在一单层时已经具有铁磁性.     

空泡机制产生betatron X射线辐射的数值模拟

针对SILEX钛宝石激光器参数,采用PIC数值模拟程序VORPAL对激光尾波场加速进行了模拟,得到了电子轨迹及能量数据,进而通过理论计算得到了空泡机制下X射线辐射特性。结果表明,空泡机制下高能电子在空泡中做betatron振荡且多数电子被加速到170 MeV左右;加速能量较低的电子（约100 MeV）, 其辐射谱为临界能量约3 keV的类同步辐射谱,发散角约为8 mrad,而能量较高的电子（约170 MeV）对应的光子临界能量约为10 keV。     

6H-SiC（0001）-6[KF（]3[KF）]×6[KF（]3[KF）]R30°重构表面的同步辐射角分辨光电子能谱研究

利用同步辐射角分辨光电子能谱（SRARPES）对6H-SiC（0001）-6[KF（]3[KF）]×6[KF（]3[KF）] R30°重构表面的电子结构和表面态进行了研究.通过鉴别价带谱中来自于体态的信息,可以推断出重构表面的费米能级位于体态价带顶之上（2.1±0.1）eV处.实验测出的体能带结构与理论计算的结果较为符合.在重构表面上发现三个表面态,分别位于结合能-0.48 eV（S₀）,-1.62 eV（S₁）和-4. 关键词： 角分辨光电子能谱 碳化硅（SiC） 电子结构 表面态     

C60单晶价带色散的同步辐射光电子谱研究

测量了C₆₀单晶(111)解理面法向发射的角分辨光电子谱.利用同步辐射光源研究了对应于分子轨道HOMO及HOMO-1的能带的色散关系.实验观察到HOMO和HOMO-1能带在Γ—L方向存在明显的色散,最大色散分别为027eV和042eV.色散曲线与理论电子结构基本符合. 关键词：     

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     

X射线偏振探测器中的极化光电过程模拟

采用蒙特卡罗程序Geant4模拟2～10 keV线偏振X射线光子在几种常用工作气体中的极化光电过程,明确了光电子出射位置、方位角分布与入射光子偏振方向、能量之间的响应关系。光电子的出射方向在入射光子偏振方向上的分布概率最高,且出射光电子的方位角分布可近似为余弦平方函数。光子能量增大时,各角度光电子计数不同程度地减少,但都呈现出在方位角为0或π（-π）时有极大值的统计规律。此外,揭示并量化了气体厚度、气体组成、气体体积分数之比和光子能量对探测效率的影响规律。气体厚度越大、平均原子序数越大,则探测效率越高。光子能量增大会导致探测效率降低,而对于由Xe或Ar组成的工作气体,当光子能量大于某壳层电子结合能时,由于相应壳层电子开始被弹射出,探测效率会有一定程度的提高。这些结果可为X射线偏振探测器的结构设计提供理论依据和数据支持。     

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…     

超二代像增强器多碱阴极光电发射特性研究

通过测量超二代像增强器多碱阴极的光谱反射率和透射率,根据能量守恒定律计算得到了多碱阴极的光谱吸收率.结果表明,只有当光子的能量大于1.333 eV以后,多碱阴极的吸收率才开始快速增大.这说明多碱阴极的光谱吸收存在一个1.333 eV的长波吸收限,入射光的光子能量如果小于该吸收限,多碱阴极将不吸收.在多碱阴极的表面电子亲合势进一步降低的情况下,多碱阴极光电发射的长波理论阈值由长波吸收限所决定.多碱阴极在吸收光子之后的电子跃迁过程中,跃迁电子的能量增加小于所吸收入射光子的能量,即存在一个"能量损失".光子的能量越高,所激发的跃迁电子所处的能级越高,能量损失越大.同时光子的能量越高,跃迁电子所处的能级越高,电子跃迁的几率越低.多碱阴极的量子效率由吸收率、跃迁几率和跃迁能级、扩散过程中的能量损失等因素共同决定,因此多碱阴极的量子效率存在长波阈的同时也存在短波阈.多碱阴极的量子效率在2.11 eV达到最大值之后,随着光子能量的增加而单调减小,在3.6 eV时,量子效率减小到零.多碱阴极在3.6 eV时的吸收系数仍然很高,但由于电子跃迁的几率低,同时电子扩散过程中的能量损失大,导致尽管多碱阴极对短波具有较高的吸收系数,但量子效率仍然较低.因此对多碱阴极所吸收的光子能量中,转换成为光电导、晶格热振动等其他非光电发射形式能量的比例而言,短波较长波高,对光电发射的贡献率而言,短波较长波低.     

Electron Momentum Spectroscopy of Ethanethiol Complete Valence Shell

利用(e,2e)电子动量谱学手段首次测量了乙硫醇分子全部价轨道的束缚能谱和电子动量分布. 谱仪采用非共面对称的运动学条件,入射电子能量为1.2 keV加束缚能. 实验结果与密度泛函和Hartree-Fock方法的理论计算结果基本相符. 在束缚能谱中,观察到了17.8 eV的可能的伴线,并用电子动量谱进行了研究和标识.     

砷化镓上银和金膜的价带光电子谱

木文测量了光子能量为21.2eV,40.8eV和1486.6eV的光电子谱,得到了关于GaAs(110)解理面上银膜的价带能谱新数据,并得到金膜价带能谱的补充数据,蒸发的银膜和金膜的厚度范围为0.l?到1000?,实验上发现并讨论了下面的现象:GaAs(110)面上金膜和银膜的紫外价带光电子谱的强度与膜厚的关系曲线中出现极大峰。 关键词：     

静电减速透镜能量分析器的数值计算

用表面电荷密度法计算了能量分析器中静电减速透镜的电位分布,有基尔法对电子轨迹进行了模拟,在电子能量为20keV时,得到分析器的能量分辨为1.0eV;讨论了束径、入射角、透镜第三电极孔径对能量分辨的影响;并对个别实验结果论作了补充.     

高反射效率高定向性的热解石墨晶体X射线谱仪

基于高定向热解石墨晶体(highly oriented pyrolitic graphite,HOPG)研制了一种新型反射式X射线谱仪.该谱仪具有高反射效率、较高能谱分辨率及相对较宽的能谱测量范围.根据计算,在相同的入射条件下,该谱仪的效率比一般X射线弯晶谱仪高3个量级;谱仪能谱分辨率理论值最高达350;理论探测范围是6.891keV至9.193 keV.我们将该谱仪应用在高功率密度激光与固体靶相互作用的实验中,发现在普通弯晶谱仪无法采到信号的实验条件下,HOPG谱仪依然采集到清晰的Cu K谱线.分析发现在8.048 keV(Cu的Kα光子能量)附近的能谱分辨能力最高达到40 eV,分辨率大于200.     

GaN(0001)表面的电子结构研究

报道了纤锌矿WZ(wurtzite)GaN(0001)表面的电子结构研究.采用全势线性缀加平面波方法计算得到了GaN分波态密度,与以前实验结果一致.讨论了Ga3d对GaN电子结构的影响.利用同步辐射角分辨光电子能谱技术研究了价带电子结构.通过改变光子能量的垂直出射谱勾画沿ΓA方向的体能带结构,与计算得到的能带结构符合得较好.根据沿ΓK和ΓM方向的非垂直出射谱,确定了两个表面态的能带色散 关键词： GaN 角分辨光电发射 全势线性缀加平面波 电子结构     

aodSrTi1-xRuxO3系列类钙钛矿结构氧化物的电子结构研究

利用同步辐射光电子能谱技术研究SrTi_1-xRu_xO₃系列类钙钛矿结构氧化物的电子结构. 通过测量该系列氧化物的光电子能谱(PES)和X射线吸收谱(XAS),得到了SrRuO₃在入射能量53eV时的共振光电子能谱(RPES),SrTi_1-xRu_xO₃中,随着x变化而变化的价带光电子能谱和O 1s的吸收谱.然后参照文献中局部密度近似方法(LDA)模拟计算的能带结构,进行初步的分析和解释.     

固体表面结构的同步辐射研究:X射线吸收近边结构(XANES)

表面x-射线吸收近边结构是与团体表面原子的内壳层的电子向未占据轨道跃迁密切相关的。吸收边阈值之上的大约50eV的低能范围的潜图结构含有与吸收原子近邻的局域结构和局城电子态相关的信息。因此它已经成为研究固体表面局域特性,诸如同城几何结构,键长和键角的有用工具．为了和实验的表面XANES谱一致和对实测XANES谱进行解释,已经发展起来多种XANES的理论计算方法,比较成功的有能带结构近似理论和多原子体系的多重散射理论近似方法．在本文中,还简要介绍了利用同步辐射进行表面XANES实验的技术要求和相关方法的比较,并给出了若干实例说明表面XANES在固体表面结构研究方而的应用．     

表面电子能量损失谱

表而电子能量损失谱是表面分析实验技术中较新的一种.这一方法是用具有高度单色性的低能电子束作为入射粒子束,来测量经晶体样品表面散射后的电子的能谱.在入射电子(设其能量为E0)被样品背向散射到真空中去的过程中,有可能激发起若干量子能量分别为 等的振动模,因而在散射谱中会出现能量分别为E1=E0- …等的一系列损失峰.这些振动模或者仅与衬底原子有关(如声子激发),或者同时与吸附在表面上的原子或分子有关.因此,通过对谱的分析可以得到关于表面结构、吸附物种类和吸附位置等许多重要信息. 在表面电子能量损失谱中所用的入射电子的动能…