Abstract
表面分析最主要的目地是希望能夠發展出一種方法可以直接由電子入射或光子入射所造成的繞射圖形來得到表面原子的幾何排列。大部份決定表面原子幾何排列的方法需要嘗試錯誤以及複雜的量子力學多重散射的計算。本實驗主要的目地在提出一個可以直接決定矽(100) -2x1單晶表面原子幾何結構的方法。利用不同能量的電子入射到矽(100)的表面，將實驗上所得到的準彈性散射的電子繞射圖形視為電子全像圖，並且利用多重能量相位相加的方法將這些電子全像圖進行富立葉轉換，就可以得到接近單晶矽(100)-2x1表面原子的三度空間幾何結構。利用此種方法，可以不需要任何嘗試錯誤的計算，也不需要考慮因多重散射造成的相位差的問題，孿生影像也自動消除，而且本實驗的設備相當簡單，收集資料的時間很短。在垂直入射電子的情況下，經過多重能量相位相加法所得的原子影像主要是來自接近表面原子的貢獻。為了能看見雙原子對(dimer)，我們利用斜向入射來增加雙原子對的貢獻。從斜向入射實驗的結果無顯示出正確的雙原子對原子結構，可能須要以更傾斜的入射角度才能成功。本文共分七章，第一章是摘要；第二章是引言；第三章介紹電子全像術的理論以及多重能量相位相加法；第四章描述實驗過程；第五章討論我們得到的結果，最後是討論與結論。It has always been a major goal in structural analysis todevelop direct method which invert diffraction data toreveal the atomic arrangement. Most techniques in surfacecrystallographgy use a trial-and-error procedure and quantummechanical multiple-scattering theory to determine surfacestructures. We have demonstrated a simple surface structuretool by direct Fourier transformation of measured electronemission Kikuchi patterns from Si (100) surface.The images ofnear-neighbor atom positions surrounding the emitter atom wereobtained using a multiple-energy phase-summing method. However,the reconstructed images are due to the bulk-emissioncontribution and agree with the expected positions of atoms. Nofurther treatment of the phase in the hologram or any trial-and-error test are needed. These results demonstrate thatelectron emission holography open a new way to obtain thestructures about Si(100) surface atoms.