Abstract
本次實驗的主要目的是研究磁性物質鈷薄膜在銅(111 ) 表面的電子能帶結構。首先利用 sputtering 和 annealing 的技巧, 將銅 (111) 表面清乾淨, 由角析光電子能譜(angle-resolved photoemissionspectroscopy, ARPES) 可鑑定銅表面已清乾淨, 利用低能電子繞射(low energy electron diffr -action, LEED) 和高能電子繞射(reflection high en- ergy electron diffraction, RHEED) 的觀測, 可證明銅表面原子排列整齊, 利用分子磊晶成長技術(MBE) 所成長的鈷薄膜是磊晶成長的(epitaxial)。我們一共成長了五種不同厚度的鈷薄膜(1.1, 2.2, 3.3, 7.3,18 monolayer)在乾淨的銅(111) 表面上。沿著SBZ 上的Γ-Κ 方向利用X-ray 光電子放射能譜(angle- resolved X-ray photoemission, ARXPS)研究鈷原子長在銅表面的原子結構, 利用角析紫外光光電子放射(angle- resolved ultraviolet photoemission,ARUPS)研究鈷薄膜的電子結構。由 UPS spectra 證實我們已經得到一個乾淨且原子排列整齊的銅(111) 表面, 並由 LEED 圖形證明, 鈷薄膜是呈磊晶成長在銅表面上。由 ARXPS 實驗結果說明,2.2 ML的鈷薄膜大部份是面心( face-centered cubic, fcc)結構, 而18ML的鈷薄膜大部份是六方最密堆積(hexgonal close-packed, hcp)結構。由 ARUPS 實驗結果顯示, 兩種不同的原子結構其電子能態結構並沒有什麼不同。其鈷薄膜垂直方向的 UPS spectra 顯示, 有一個純粹的表面能態(surface state),它的束縛能(binding energe)等於 -0.6 eV, 不論成長薄膜的厚度是多少, 這一個表面能態一直存在。