基于反射电子能量损失谱的Zn光学性质研究

本文首先通过分析低能电子的反射电子能量损失谱(REELS)获取了Zn的有效能量损失函数Imi-1/ωeff(ω)},进而借助Kramers-Krongig分析得到了Zn的介电函数和光学常数.该光学常数不是通常的体光学常数,包含了表面和体的两部分贡献.根据反射电子在材料内的穿透深度可知,用本方法计算出的Zn的光学常数适用于膜厚在10nm内的材料.     

高温超导体Bi2Sr2CaCu2O8电子能量损失谱研究

自从发现高温超导体以来,对它的导电机理及电子结构研究引起了人们广泛的兴趣。本文用电子能量损失谱(EELS)研究了Bi_2Sr_2CaCu_2O_8超导体的价电子结构,能量损失函数及介电函数,计算了其它各种光学常数。实验过程为将烧结超导样品在盛有CCl_4的玛璃研钵中研碎,然后将其滴于由铜网支持的微孔碳膜上。实验在装备有GATAN-666同时检测电子能量损失谱仪     

扫描电子显微学中二次电子发射过程的蒙特卡洛模拟

利用蒙特卡洛模拟固体中电子散射轨迹的计算方法，系统地研究了扫描电镜中二次电子信号的发射过程。该模拟电子与固体相互作用的蒙特卡洛模型包含了级联二次电子产生的过程，并且采用光学介电函数方法描述电子的能量损失和相伴的二次电子激发。由于模拟计算可以给出背散射电子和二次电子的绝对产额，以及它们随加速电压和样品的原子序数的变化关系，因此可以用于模拟元素衬度和形貌衬度像。还计算得到了关于二次电子产生和发射的其它分布，并与实验结果作了比较。     

GaAs衬底上（ZnS）n／（ZnSe）n（001）超晶格的光学性质

本文用Ｌｉｎｅａｒｉｚｅｄ－Ｍｕｆｆｉｎ－Ｔｉｎ Ｏｒｂｉｔａｌｓ能带方法，计算ＧａＡｓ衬底上（ＺｎＳ）ｎ／（ＺｎＳｅ）ｎ（００１）超晶格的能带结构。计算中采用外加调整势进行带隙修正，从而得到较准确的能带结构和波函数。在此基础上计算了超晶格系统的光学介电函数虚部ε２（ω）。结果表明，该超晶格系统的光学性质结合了ＺｎＳ和ＺｎＳｅ体材料光学性质的特点，在相当宽的能量范围内有较好的光谱响应，并且该超晶格     

空间分辨电子能量损失谱对合金高温氧化的研究

空间分辨电子能量损失谱（Spatially-resolved EELS）是指在利用配备有能量过滤系统的透射电子显微镜（Energy filter coupled TEM）采集电子能量损失谱时，通过调整样品取向使得样品表面与EELS能量色散方向平行，从而在采集电子能量损失谱时在垂直于能量色散方向具有一定的空间分辩率的实验方法。对于同一元素，当处于不同化学环境时，其电子能量损失近阈精细结构（Energy Loss Near Edge Structure,ELNES）升起点处的绝对能量会有所差异，     

超晶格(GaAs)_n/(InAs)_1(001)的光学性质

采用Ｌｉｎｅａｒｉｚｅｄ－Ｍｕｆｆｉｎ－Ｔｉｎ－Ｏｒｂｉｔａｌ（ＬＭＴＯ）能带方法对应变超晶格（ＧａＡｓ）ｎ／（ＩｎＡｓ）１（００１）进行自洽计算．在得到较准确能带结构和本征波函数的基础上,计算该超晶格的光学介电函数虚部ε２（ω）、折射率和吸收系数．结果表明,该超晶格表现出的光学性质和ＧａＡｓ体材料不相同,在１．５～２．５ｅＶ能量范围的吸收系数增大,且该超晶格在较宽的能量范围内有较好的光谱响应     

固体中自由载流子-声子间介电耦合作用及其在反射光谱中的表现

本文根据介电函数的经典色散理论,分析了自由载流子-声子间的介电耦合作用。导出了自由载流子的反射谱R(ω)随复介电常数实部ε_r和虚部ε_i变化的一般规律及其与晶格振动反射谱的相互影响。列式给出在垂直入射情况下,反射率R(ω)与光学常数n,k和复介电常数实部ε_r、虚部ε_i,即可求得自由载流子反射率R(ω)与角频率ω的一般关系。通过     

用高分辨电子能量损失谱和紫外光电子谱研究多孔硅的电子结构

本文首次使用分辨电子能量损失谱（ＨＲＥＥＬＳ）和紫外光电子能谱（ＵＰＳ）研究新腐蚀的多孔硅样品（ＰＳ）的电子结构．实验结果发现，从ＨＲＥＥＬＳ谱中能量损失阈值测得的多孔硅的能隙最可几值移到２．９ｅＶ左右，与文献报道的光激发谱（ＰＬＥ）的结果相近．ＵＰＳ结果发现多孔硅费米能级到价带顶的距离不同于单晶硅，结合ＨＲＥＥＬＳ和ＵＰＳ结果可以初步得出多孔硅与硅界面的能带排列．     

(ZnSe)_n/(Ge_2)_n(110)超晶格的电子结构和光学性质

用线性Muffin－Tin轨道（LMTO）能带计算方法对匹配超晶格（Znse）n／（Ge2）n（n=2－5）系统进行超元胞自洽计算。在此基础上，用冻结势方法计算该超晶格系统的价带带阶（bandoff－set）；用四面体方法计算了该系统的联合态密度，由此计算了该系统的光学介电函数应部ε2（ω）。计算结果表明，该超晶格系统的价带带阶约为1．44eV。（Znse）n／（Ge）n（110）超晶格的光吸收峰结合了体材料Znse和Ge光吸收峰的特点。     

介电函数及其在电子能量损失谱低能区分析的应用

一、前言:电子能量损失谱学(EELS或ELS)是研究电子激发的一次过程。一幅电子能量损失谱大致可分为三个区域:零损失区、低能损失区(5～50eV)和高能损失区(>50eV)。对各谱区进行细致的分析研究、可获得与样品化学成分或电子结构有关的信息。利用电子能量损失谱低能区研究固体的电子结构、引起物理和电子显微学界的关注。因为它不仅能提供固体的电子结构信息、还能在同一台仪器上研究固体的微区晶体结构、成分和形貌。但在电子能量损失谱5～50eV的低能区很难直接确定有关电子结构方面的信息。这是由于在该区等离子激发占主导地位、而外     

第一性原理计算硼和氮原子对石墨烯光电性能的调制

通过设计B和N原子取代碳原子,可以实现对石墨烯性能的调制.结果显示,石墨烯的带隙被打开,狄拉克锥在费米能级上上下移动,类似于对其进行p型或n型掺杂.在费米能级处电子态存在,电荷从杂质转移到C原子上或者从碳原子转移到杂质上.静态介电函数ε_1(0)增大,在对应可见光及其以下的能量区域出现了新的吸收峰.由于B或N的掺杂,使得石墨烯中等离子体激发减少,导致了电子能量损失函数峰值的减少.只有一个明显的峰值与本征石墨烯最高峰的位置相同,但是峰值的高度显著增加.     

多元统计分析方法在各向异性材料电子能量损失谱中的应用

电子结构可以通过电子能量损失谱（EEIS）的近边精细结构（Near Edge Structure）来测量。在各向异性材料中，不同的选择则决定了具有不同对称性的电子跃迁过程在改变谱接收条件时可能处于不同程度的激发状态，从而造成精细结构上的差异。如何从这些差异分析中得到与其相关的电子结构的对称性？这个问题的解决对于各向异性材料的电子结构及其相关性能的研究是非常重要的。本文提出通过多元统计分析方法（Multivariate Statistical Analysis）处理系列实验谱线，从而确定电子结构的对称性信息。     

用高分辨电子能量损失谱方法（HR—EELS）研究铁电薄膜

本文主要利用扫描透射电镜下的高分辨电子能量损失谱方法研究BaTiO3（10nm）／SrTiO3（50nm）铁电多层薄膜和高介电Y2O3／Si（001）结构心的界面化学反应及缺陷形成。在BaTiO3／SrTiO3多膜中，选区电子衍射图像表明BaTiO3薄层的极化方向垂直于基底表面。与体材料相比，BaTiO3薄层的晶格常数在ab方向变短而沿c轴伸长，这表明了错配张力的存在。BaTiO3层的上下两界面由于错配张力的松弛而具有不同的微结构。电子能量损失谱表明，TiL23吸收边的晶体场分裂对错配张力的松弛非常敏感，     

金属原子吸附对GaN（0001）表面光学性能的调制

基于第一性原理计算，研究了实验中常用的金属（Ni、Ru和Au）等三种原子对GaN（0001）表面光学性质的调控。结果表明，电子从吸附原子中转移到GaN（0001）表面，Ni和Ru的吸附降低了GaN（0001）表面的功函数。在GaN（0001）表面的带隙中引入了杂质能级，使载流子跃迁的势垒高度降低，进而调节其光学性 。可以看到在低光子能量区所有光学曲线的主峰红移，而在高光子能量区所有光学曲线都出现收缩现象，所有光学曲线上特征峰的数量和位置都发生了明显的变化。此外，吸附金属原子后，GaN（0001）表面对可见光甚至红外光的吸收增强了，适用于较长波光的探测。     

钴硅化合物的理论电子能量损失谱

本文采用扩展平面波加局域轨道方法和广义梯度近似对钴硅系中Co2Si，CoSi和CoSi：三种不同硅化物的电子结构以及电子能量损失近边结构（ELNEs）进行了理论计算。结果表明计算得到的硅化物中Co的ELNES很好反映了Co在费米能级以上d的未占据态密度分布，其中Co2Si和CoSi2具有金属性质；而CoSi呈现出半金属性质。计算还表明电子能量损失谱仪应具有足够高的能量分辨率（0．2ev），电子能量损失近边结构才能正确反映出钴硅化合物的电子结构特征。     

铝镓铟磷的带隙分析

本文利用椭圆偏振光谱法研究了铝镓铟磷（AlGaInP）以及掺Si样品,获得样品的光学常数随光子能量的变化关系和可见光区的介电函数谱,对该谱进行数值微分,得到介电函数的三级微商谱,应用介电函数的三级微商理论,求得样品的带隙,并对带隙进行了分析。     

利用电子能量损失研究相对论量子力学理论

电子能量损失谱是近年来在分析电子显微学中最有发展前途的先进材料表征手段，它的物理基础是已有百年历史，发展非常成熟的量子力学和相对论量子力学理论。但早期量子力学的研究对象是原子，原子核等具有高度对称性的物理体系，许多公式、定律在低对称性体系中的适用性并没有可靠的实验验证。在晶体中，原子的对称性在晶体场的影响下会降低，故对晶体进行电子能量损失研究对我们检测量子力学的基本推断很有帮助。我们的实验结果在绝大多数情况下与理论预测相符，但我们最近发现对应内壳层电子激发的高能电子能量损失的散射角度分布与1956年的Fano的电子能量损失理论有别。     

R.F.溅射Ba0.5Sr0.5TiO3/RuO2薄膜及其介电特性研究

用R．F．磁控溅射法在p-Si(100)衬底上沉积Ba0．5Sr0．5TiO3／RuO2异质结，BST薄膜的晶相和表面形貌用XRD和SEM分析，表明在衬底温度为550℃时，薄膜的结晶度高、表面粗糙、晶粒较大。电容器InGa／BST／RuO2的介电特性由ε—V特性和I—V特性描述。薄膜在零偏压下ε=230、tgδ≈0．03，低电场条件下，薄膜的漏电流随电压呈饱和特性，属电子跳跃传导，且通过改善薄膜的结晶度可减小该漏电流，高电场条件下，漏电流符合肖特基发射规律。     

FeAg颗粒膜近红外光学性质的实验研究

研究了FeAg颗粒膜的光学性质.发现当Fe含量较低时,其介函数谱可以近似的用Drude模型描述,同时电子散射弛豫能量是Fe含量的线性函数,利用该性质经定标后可以确定贵金属中的杂质含量.这种方法具有简单易行、测量速度快,无损检测等优点.实验结果还表明,在近红外区,FeAg颗粒膜的介电函数谱并不能用有效介质模型很好的描述.     

第一性原理计算硼和氮原子对石墨烯光电性能的调制（英文）

通过设计B和N原子取代碳原子,可以实现对石墨烯性能的调制.结果显示,石墨烯的带隙被打开,狄拉克锥在费米能级上上下移动,类似于对其进行p型或n型掺杂.在费米能级处电子态存在,电荷从杂质转移到C原子上或者从碳原子转移到杂质上.静态介电函数ε_1(0)增大,在对应可见光及其以下的能量区域出现了新的吸收峰.由于B或N的掺杂,使得石墨烯中等离子体激发减少,导致了电子能量损失函数峰值的减少.只有一个明显的峰值与本征石墨烯最高峰的位置相同,但是峰值的高度显著增加.