锡烯生长中合金化的同步辐射光电子能谱研究

发布时间：2024-12-26 23:54

　　 锡烯作为新型的二维材料由于其预测的优异特性受到广泛关注,锡烯在生长过程中与衬底间的相互作用是该体系研究的重要课题。本文采用分子束外延法在平整有序的Au(111)表面沉积Sn元素制备锡烯,利用原位条件下的低能电子衍射(Low Energy Electron Diffraction,LEED)和同步辐射光电子能谱(Synchrotron Radiation Photoemission Spectroscopy,SR-PES)对不同覆盖度的样品表面进行分析,系统地研究了超高真空环境下锡烯在Au(111)表面的形成过程。结果表明:Sn原子先与Au(111)衬底发生强相互作用形成合金,随着生长厚度的增加,逐步形成锡烯并覆盖在合金表面。

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【部分图文】：

图1 433 K时在LEED中Au(111)上不同生长时间表面结构的衍射斑点(a)(1×1),(b)R3,(c)R3与R7混相，(d)R7

LEED衍射图样的变化揭示了Sn在Au(111）衬底上生长过程中表面结构的变化规律。在10min时出现的R3衍射图案表明Sn原子以衬底晶格间距的√3倍排列在Au(111）表面上，这说明Sn与Au(111）衬底之间存在很强的相互作用，形成了Au2Sn表面合金。这是由于在Au(11....

图2 R7衍射斑点的模拟图(a),R7衍射斑点在二维实空间的映射图（有衬底）(b),R7衍射斑点在二维实空间对应的晶胞(c)

我们分别探测了生长时间为10min时R3表面重构的样品以及35min时R7表面重构样品的角分辨光电子能谱，如图3所示。在图3(a）中能够看到，Au2Sn表面合金存在于Au(111）衬底引起的能带结构中Rashba型自旋轨道劈裂；在图3(b）中能够观察到由于在衬底表面形成锡烯导....

图3 Sn/Au(111)在Г点附近的角分辨光电子能谱(a)R3表面重构样品，(b)R7表面重构样品

图2R7衍射斑点的模拟图(a),R7衍射斑点在二维实空间的映射图（有衬底）(b),R7衍射斑点在二维实空间对应的晶胞(c)在20～30min出现的混合衍射图样中，R3衍射斑点强度下降及R7衍射斑点强度增大都暗示了R7重构相的锡烯逐渐在R3相的合金上形成。接下来，我们利用SR-....

图4 在433 K下Au(111）表面上Au 4f芯能级随Sn生长时间的变化(a),Au 4f7/2峰结合能与生长时间的关系(b)

在金属衬底上沉积原子的过程中，吸附原子总是极易扩散到衬底中形成多种合金[36-40]。Au和Sn之间具有较高的溶解度，能够形成不同的稳定金属间化合物，例如Au5Sn、AuSn、AuSn2等[41-42]。研究发现，室温下Sn对Au的扩散系数为10-25m2?s-1,Au对Sn的....

本文编号：4020817