Abstract
本實驗在於嘗試將電子入射固體, 再利用其中近似彈性散射電子在動量空間的繞射角度分佈到實空間的傅利葉轉換來獲得固體表面原子的結構資訊, 其中我們利用多重能量相位相加的方法來消除因為電子在固體中多重散射所造成的假像並且得到了位置準確且解析度至１埃的原子影像, 這種方法節省了大量的計算時間和避免複雜的結構猜測.長久以來, 嘗試錯誤的方法雖然成功地被運用在許多固體表面結構的決定上, 但其所耗費的計算時間與人力使得它無法普及到一般的實驗室中成為研究其它課題時的基本工具. 因此表面科學界特別期待這種能夠快速而直接地得到結構資訊的技術.經由本實驗在銀單晶上的結果顯示, 利用多重能量相位相加的方法的確可以得到高品質的原子影像, 這個結果解決了目前在理論上關於單一能量或多重能量全像流程的爭議. 同時由於我們使用電子為入射源, 以及顯像式的電荷耦合元件為電子偵測器使得實驗過程簡短而方便, 也使得將來有可能在一般的表面科學實驗室中便可研究物質表面的結構, 而不需使用同步輻射光源.一旦此項技術可以運用到表面原子重構及介面結構的決定上, 則對表面科學而言將是一項重大的突破, 因其意味著三度空間的原子位置可以藉由此一簡易的方法達成分析, 這對從事表面科學研究的科學家而言是非常便利的.We demonstrate a method of direct structrure determinationusing Fourier transformation with experimental quasi-elasticelectron diffraction patterns. High resolution of about 1A,high fidelity and artifact-free images of Ag(111) andcrystalsurface atoms in three dimensions are obtained by using amultiple-energy phase-summing method. In this method, whichFourier transforms the energy spectra in every directions,multiple scattering effect of electrons is suppressed. Nopreceding knowledge of the structure studied and quantummechanical calculations are needed. In addition to the time-saving calculations, unlike the photoelectron holography, thistechnique is easy-established in a conventional surface sciencelaboratory without using synchrotron radiation sources, thedata acquisition is rapid and not difficult. We would point outthat the electron-emission holography is pratical not only intheory but also in our experiment, and illustrate that thedirect method of determination of near surface structure ispossible.