Abstract
角析光電子能譜在表面物理的研究上是一項重要的工具，可利用測量物體吸收入射光後被激發光電子的動能而得知該電子在物體中未被激發前的能量初始狀態，進而得到該物體的能帶結構。表面能帶的形成是因為塊材能帶結構受到表面邊界條件影響及表面位能微擾所造成的，表面能帶只能存在於表面投影能帶結構禁區中。通常實驗上採用真空紫外光能譜(UPS) 系統來測量物體的表面能帶結構，本論文的目的，就是利用銅(100) 面表面能帶的研究與其已知的研究結果比較，來測試本實驗室新設置的UPS 系統的工作能力及兩角度計算結果在正確性。所謂兩角度計算是將樣本動量空間中各個動量平行表面分量所在的座標，轉換到UPS 系統能量分析儀所能轉到的座標其間的轉換關係，兩角度就是分析儀所能轉的兩個角度。實驗分成兩部份，先以氬原子能譜中3P(3/2) 波峰峰值一半處的波峰寬度(FWHM)測試UPS 系統能量分析儀的能量解析度，得到在通過能量Ep等於leV ，電子束聚焦半徑r等於0.14cm的情況下，分析儀的能量解析度為30meV ，再以這個情況進行主要的銅(100) 面表面能帶研究實驗，銅(100) 單晶樣本經過不斷的氬離子濺射及約400℃ 退火的過程，使其表面乾凈度到達一定程度，由LEED可看出清楚的FCC(100)面(1*1) 結構圖形以及AES 測得碳汙染程度小於5%，才開始測得UPS 能譜，實驗進行時系統壓力約在4F-10 Torr，入射光能量為21.22eV ，入射角度為與樣本表面垂直方向夾45°角。實驗結果包含了以 -M 為水平軸直接測得一系列沿 -M 的能譜，以及以 -M 為水平軸，利用兩角度換算測得的 -M 一系列能譜及X-M 一系列能譜， -M 的實驗是在室溫下進行, X-M 的實驗是在170°K下進行。本實驗中銅(100) 的兩個表面能帶S1及S2均被測得，在M, S1 能態被推出塊材3d能帶約200meV，而S2具有約2.1eV 有束縛能，位於理論計算上考慮相對論性效應所得的一個自旋－軌道禁區中，該禁區位於3d能帶最大值下方約100meV處，寬約100meV，本實驗室UPS 系統能測到存在範圍只有100meV的表面能態，可見有足夠的能力從事固體表面的研究。由能譜可得到表面能帶分布曲盄由本實驗中 -M 直接測量結果與經兩角度換算測量結果相符合，以及X-M S1能帶分布曲盄與已知的實驗結果( 該結果是以 -M 為水平軸做兩角度計算測量能譜 )相符合,可證明本實驗中以 -X 為水平軸所做的兩角度計算的正確性。#50008881.abs#50008881.abs