氧在GaP(■■■)表面上的吸附特性

利用单色的HeII(40.8eV)光电子谱研究了氧在GaP(111)表面上的化学吸附特征.实验表明,在室温下被吸附的氧存在两种形态:α氧和β氧。α氧在价带中的两个光电子峰分别低于价带顶6.0和10.0eV; β氧在价带顶下5.2eV处有一个主峰和在8—9eV处有一个肩峰,它对应于离解态的氧与表面原子的键合.β氧引起Ga3d能级的化学位移为0.8±0.1eV,而α氧不引起位移.在～250℃下退火,大部分的α氧脱附,并有小部分转变为β氧,后者在～550℃时脱附.所有这些结果都与氧在GaAs表面上的吸附特性类似.     

H_2O在Si(100)-(2×1)表面上的吸附和氧化

利用AES以及HeI(21.2eV)和同步辐射(138.5eV)光电子谱研究了H_2O在Si(100)-(2 ×1)表面上的室温吸附、高温退火效应以及开始氧化的过程.AES的测量结果表明,H_2O在这种表面上的粘附系数很大,在350K下,当曝汽量约为2L时就达到饱和,其覆盖率θ=1/2.价带区域的光电子谱出现三个由于H_2O吸附而引起的特征峰,低于价带顶分别为6.2、7.2和11.5eV.350K下的 H_2O吸附导致Si 2p能级的结合能增加0.8±0.1eV,相当于一个Si原子同一个氧原子键合的情况.在 640K下退火后,出现Si 2p的第二个化学位移峰,其位置比体内Si 2p 峰约低 1.8eV,表明这时的 H_2O已经完全离解,一部分Si原子同两个氧原子键合(可能是桥键方式). 在 870K下退火,得到Si 2p的四个化学位移峰,说明氧已经贯穿进Si的体内,形成SiO_x(x=1、2、3和4).当退火温度进一步提高到T(?)970K时,恢复Si的清洁表面,表明氧被完全脱附.     

氧在a-GaAs(:H)表面吸附的光电子谱研究

本文首次报道a-GaAs(:H)膜暴露于激活态氧之后的光电子谱的测量结果.样品是在超高真空系统中,在Ar和H_2的混合气体中用直流溅射方法原位制备的.氧的吸附在a-GaAs(:H)的价带谱中诱导一个在价带顶(VBM)之下4.7eV的峰和位于7—9eV的一个弱结构.通过与晶态GaAs表面氧的吸附结果的比较,我们推测,在非晶态GaAs表面可能只存在离解态氧的吸附.     

GaP(-1-1-1)-1×1表面的Ga3d化学位移

单色的 Hellα(hv=40.8eV)光电子发射测量发现:在IBA的 GaP(III)-1×1表面上,最外层Ga原子的3d能级结合能比体内减小0.75±0.05eV.解释为表面原子的极化程度低于体内.     

氧化锌纳米颗粒缺陷能级发光特性研究

报道了在室温下用荧光光谱仪和飞秒脉冲激光激发诱导光致发光．获得氧化锌纳米颗粒(平均直径约为10nm)缺陷发光光谱的实验，验证了氧化锌纳米颗粒缺陷能级的位置。锌填隙缺陷在距离导带底0．4eV处产生浅施主能级．锌空位缺陷在价带顶0．3eV处产生浅受主能级，氧锌替位缺陷在价带顶1．08eV处产生深受主能级，在导带底1．56eV处有氧空位缺陷引起的深杂质能级产生．氧填隙缺陷在价带顶1．35eV处产生深受主能级。     

GaP■-1×1表面的Ga 3d化学位移

单色的 Hellα(hv=40.8eV)光电子发射测量发现:在IBA的 GaP(III)-1×1表面上,最外层Ga原子的3d能级结合能比体内减小0.75±0.05eV.解释为表面原子的极化程度低于体内.     

Si(331)-6×2表面相及其氧吸附特性

利用LEED、UPS和AES研究了Si(331)表面的原子再构和氧吸附特性.发现经Xe离子溅射和～800℃退火后出现Si(331)-6 ×2表面相.在～80℃下,氧在这种表面上的吸附量与曝氧量关系曲线出现两个代表不同吸附过程的斜率.提出可能的吸附模型:当1ML 氧吸附时,在每个Si(331)面元胞中,一个氧原子被吸附在第一和第二层Si原子之间的桥位上,另一个氧原子被吸附在顶位上.     

Analysis of PTCDA/ITO Surface and Interface Using X-ray Photoelectron Spectroscopy and Atomic Force Microscopy

利用X射线光电子能谱(XPS)对苝四甲酸二酐[3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride(PTCDA)]/铟锡氧化物(ITO)表面和界面进行了研究.用原子力显微镜(AFM)对PTCDA/ITO样品的表面形貌进行了分析.XPS表明,在原始表面的C1s精细谱存在两个主谱峰和一个伴峰,主谱峰分别由结合能为284.6eV的苝环中的C原子和结合能为288.7eV的酸酐基团中的C原子激发;而结合能为290.4eV的伴峰的存在,说明发生了来源于ITO膜中的氧对C原子的氧化现象.O原子在C=O键和C-O-C键的结合能分别为531.5和533.4eV.在界面处,C1s谱中较高结合能峰消失,且峰值向低结合能方向发生0.2eV的化学位移;O1s谱向低结合能方向发生1.5eV的化学位移.由此可以推断,在界面处PTCDA与ITO的结合是PTCDA中的苝环与ITO中的In空位的结合.AFM的结果显示,PTCDA薄膜为岛状结构,岛的直径约为100～300nm,表面起伏约为14nm.相邻两层PTC-DA分子由于存在离域大π键而交叠和PTCDA分子中的苝环与ITO的In空位的紧密结合是最终导致PTCDA岛状结构形成的原因.     

PTCDA/ITO表面和界面的AFM和XPS分析

利用X射线光电子能谱(XPS)对苝四甲酸二酐[3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride(PTCDA)]/铟锡氧化物(ITO)表面和界面进行了研究.用原子力显微镜(AFM)对PTCDA/ITO样品的表面形貌进行了分析.XPS表明,在原始表面的C1s精细谱存在两个主谱峰和一个伴峰,主谱峰分别由结合能为284.6eV的苝环中的C原子和结合能为288.7eV的酸酐基团中的C原子激发;而结合能为290.4eV的伴峰的存在,说明发生了来源于ITO膜中的氧对C原子的氧化现象.O原子在C=O键和C-O-C键的结合能分别为531.5和533.4eV.在界面处,C1s谱中较高结合能峰消失,且峰值向低结合能方向发生0.2eV的化学位移;O1s谱向低结合能方向发生1.5eV的化学位移.由此可以推断,在界面处PTCDA与ITO的结合是PTCDA中的苝环与ITO中的In空位的结合.AFM的结果显示,PTCDA薄膜为岛状结构,岛的直径约为100～300nm,表面起伏约为14nm.相邻两层PTC-DA分子由于存在离域大π键而交叠和PTCDA分子中的苝环与ITO的In空位的紧密结合是最终导致PTCDA岛状结构形成的原因.     

Si(111)面氟吸附的研究

本文先用集团模型和电荷自治的EHT方法研究了Ⅶ族元素F在 Si(111)面的化学吸附,利用能量极小原理确定了化学吸附位置;在此基础上,采用薄片(SLAB)模型和EHT经验紧束缚方法对吸附体系的电子结构作了计算.计算结果表明,F可以吸附在Si(111)面的顶位和三度空位上,但以顶位为更稳状态.顶位吸附时,F与表面的距离为1.53A,吸附能为4.7eV;三度位吸附时,F与表面的距离为-2.2A,吸附能为3.1eV.吸附后,F对总态密度和能带的贡献主要局域在真空能级下-17eV～-19eV之间.此外,顶位吸附使原清洁表面悬键引起的表面态消失.     

硅表面氧吸附的自洽键轨道计算

一种简单的考虑到电荷转移引起原子波函数变化的自治键轨道计算用于 Si(111)表面原子氧吸附的研究.在顶位吸附的模型下,适当选择Si-O键的长度可以得到在价带光电子发射谱中几个主要峰的相对能量位置.结果表明,顶位吸附的 Si-O键的长度只略小于体内Si-Si键的长度,而不是通常猜测的那样接近SiO_2体内的键长.同样的计算也能给出氧化后的Si-O键的能量.     

玻璃基底上氧化铟锡薄膜的光致发光性能

用直流磁控溅射法在190℃玻璃基底上制备了氧化铟锡(ITO)薄膜,利用荧光分光光度计研究了ITO薄膜的光致发光性能。结果表明,室温下ITO薄膜在波长250 nm光源的激发下,分别在467 nm和751 nm处观察到了发光强度较强的蓝光宽带和强度较弱的红光带。上述发光峰的出现分别和ITO薄膜中的氧空位、铟空位等缺陷在禁带中形成的能级有关,其中氧空位形成的施主能级位于导带下1.2 eV处,而铟空位形成的受主能级位于价带下1.65 eV处。     

SrTiO3氧气传感器的贵金属催化特性研究

对于SrTiO3氧气传感器,氧离子在材料表面的吸附控制着材料表面电导率的变化,所以吸附和脱附速率决定氧敏材料的响应时间.研究表明,贵金属作为表面催化剂,可加快气体分子的吸附和脱附速率,提高气敏元件的响应特性.该文在SrTiO3的n型掺杂基础上,加入贵金属Pd作为表面催化剂.实验结果表明,以Pd作为催化剂的样品,其响应时间缩短,接近气体传感器的实用要求.     

XPS研究氧在GaAs(111)面的吸附

用探测在MgK_α和 AlK_α X光源激发下掠角发射的As 2p、GaZP、Ca3d和Ols光电子的办法,提高了XPS表面分析的灵敏度,从而研究了 GaAs(111)面在吸附氧过程中表面 Ga、As和O的变化情形.发现吸附一开始时氧同表面Ga原子成键,随后氧再同As原子成键.吸附引起As2p强度的减弱,而没有看到有Ga减少的现象.在400℃以下加热退火,可以使As-O键消失,但Ga-O 键依然存在,后者只有在550℃退火才会去除.经过氧吸附并550℃退火后,(2×2)LEED图样比吸附氧以前更为清晰,氧在表面的初始粘附系数减小,说明表面有序程度提高.从氧吸附并退火后表面As/Ga比的增大,推测是由于这一处理部分地消除了原先表面所存在的Ga岛.     

β-GaS钝化的GaAs表面的光电子能谱

在GaAs表面淀积β-GaS是一种可行的GaAs表面钝化方法.用光电子能谱研究了超薄GaS淀积后的GaAs表面,分析了表面成分.并发现GaS的淀积能使GaAs原有的表面能带弯曲减小0.4eV,这意味着表面费米能级钉扎在一定程度上得到消除.给出了一个半定量的理论模型,来解释GaS淀积引起的能带弯曲减小与以前湿法钝化引起的能带弯曲增大之间的不同.     

CCl4在低温表面上的紫外激光脱附

本文研究了ＣＣｌ４低温吸附于石英表面上经紫外激光辐照后引起的脱附过程。由时间分辨四极质谱测得脱附产物的飞行时间谱表明，在高激光能量密度下，表面上吸附厚层的ＣＣｌ４分子发爆炸脱附，超热的ＣＣｌ４分子最高动能可达３．５ｅＶ。     

用热激电流法测定硅-二氧化硅的界面态

用热激电流法测量了MOS及MNOS界面态.所测得的界面态密度分布与用准静态法测得的结果有不同之处在于:界面态密度在近带边时是减小的.这是由于界面态俘获截面在带边处急剧下降的关系,热激电流法测不到这部分界面态.在P型衬底MOS中在价带上 0.3 eV处有一分立能级,禁带中央处密度很小.部分n型样品在多次测量后产生一个新的能级,位置在导带下0.4eV处.有些n型样品在高反偏压下出现新的分立能级;有一批样品,其分立能级的激活能随偏压变化.这些能级可能与氧化层缺陷有关.     

CCl_4在低温表面上的紫外激光脱附

本文研究了ＣＣｌ４低温（１３０Ｋ）吸附于石英表面上经紫外激光辐照后引起的脱附过程。由时间分辨四极质谱测得脱附产物的飞行时间谱表明，在高激光能量密度下，表面上吸附厚层的ＣＣｌ４分子发生爆炸脱附，超热的ＣＣｌ４分子最高动能可达３．５ｅＶ。     

浸渍钡钨阴极表面同步辐射光电子谱研究

为了解浸渍钡钨阴极表面各元素的化学状态,采用同步辐射光电子谱技术对激活前后的阴极表面进行了研究。结果表明,与激活前相比,经1150℃×90min 高温激活后,阴极表面吸附层厚度减薄,吸附C 完全消失,O 含量明显升高,W 含量增加1 倍,Ba 含量增加2 倍。另外,阴极表面的O1s、W4f 和Ba3d 等的谱峰均向高结合能方向显著位移。分析认为,激活后的阴极表面分布的吸附氧,使W 基体以及阴极表面的Ba 均产生吸附氧化,Ba 在阴极表面主要以吸附化合物Ba_m?O_n(m≤n)的形式存在。     

碱金属Rb在InP（100）表面的催化氧化作用

我们用ＸＰＳ和ＵＰＳ研究了氧在Ｒｂ复盖的和清洁的ＩｎＰ（１００）表面的吸附行为．实验结果表明，碱金属可以使衬底的氧化能力大大增加．在氧的暴露量低于１Ｌ时，氧主要吸附在碱金属原子之间的ＩｎＰ衬底上，且位于Ｒｂ原子层之下．当氧暴露量增加时，氧主要还是吸附在Ｒｂ覆盖层下面，这时衬底开始氧化．在清洁表面，氧主要吸附在Ｉｎ原子上．样品退火后，Ｒｂ部分脱附，同时，衬底的氧化物相（ＩｎＰＯ４）含量增加．