The growth of Bi on Ag(111) studied with STM, LEED and XPS

以作者查詢圖書館館藏

、以作者查詢臺灣博碩士

、以作者查詢全國書目

、勘誤回報

、線上人數：18

、訪客IP：52.15.59.163

姓名

游采鳳(Tsai-Feng Yu) 查詢紙本館藏

畢業系所

物理學系

論文名稱

(The growth of Bi on Ag(111) studied with STM, LEED and XPS)

相關論文

★ Exploration of new methods for growing Ag films on Au(111) studied by ARPES	★ 二階段成長法成長銀薄膜在銅(111)面上利用光電子能譜研究
★ 利用角解析光電子能譜術研究銅薄膜在銀(111)基板上的成長	★ 利用角解析光電子能譜術探測Ag/Au(111)系統中銀表面態受到光誘發的衰變情形
★ 利用角解析光電子能譜術探測Ag/Au(111)系統中銀表面態受到光誘發的衰變情形	★ Sulfur adsorption on Au(100): XPS, LEED and STM study
★ Adsorption and desorption of atomic hydrogen on the surface of thin Ag films on Au(111) studied with ARPES and XPS	★ Thin-film growth of Bi and S on Au(100) studied with LEED and XPS
★ Silicon adsorption on Ag(111): XPS and LEED study	★ The investigation of highly ordered Ag films on mica with STM, LEED and XPS
★ 原子級平整SrTiO3(100)表面製備過程中之表面重構、表面形貌以及表面元素組成之變化	★ 使用熱處理生長單晶銅箔
★ 碲與銻在銀(111)/白雲母表面的成長	★ 在環境條件下用膠帶劈裂Bi2Te3晶體的表面改質研究

檔案

[Endnote RIS 格式]

[Bibtex 格式]

[相關文章]

[文章引用]

[完整記錄]

[館藏目錄]

[檢視]

[下載]

本電子論文使用權限為同意立即開放。
已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的，進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。
請遵守中華民國著作權法之相關規定，切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送，以免觸法。

摘要(中)

本論文旨在探討鉍 (Bi) 在銀(111) 表面上室溫與低溫下不同的成長模式。研究在超高真空環境下藉由電子束加熱的方式產生鉍原子，使其吸附於銀(111) 表面上，並利用掃描穿隧顯微鏡 (Scanning Tunneling Microscopy, STM)、低能量電子繞射儀 (Low Energy Electron Diffraction, LEED) 和X光光電子能譜術 (X-ray Photoemission Spectroscopy, XPS) 來研究鉍在銀(111)表面上覆蓋量與溫度對表面形貌的影響。鉍原子在室溫下沉積，低覆蓋量時表面會形成(√3×√3)R30°表面合金 (alloy) 的重構，合金結構的產生會造成表面不平坦且有許多銀島嶼；持續增加其覆蓋量，表面結構會轉變成(n012)去合金 (de-alloy) 的重構，此時不平坦的表面卻不會因增加覆蓋量而趨於平坦。而在低溫的環境下沉積鉍原子，因鉍原子沒有足夠的動能取代表面的銀原子，與基板鍵結成合金，所形成的表面不會有銀島產生。低覆蓋量時，鉍原子直接覆蓋於表面，會產生模糊的(2×2)結構；高覆蓋量時則會形成(n012)的重構，將沉積後的樣品退火至不同溫度，接著透過X光光電子能譜術量測分析Bi 4f與Ag 3d，可看出電子態隨著溫度及鍍量不同之演化。Bi 4f的化學位移可證明與合金-去合金結構轉換相關。經由掃描穿隧顯微鏡可觀察到其表面原子排列的型態。最後由實驗證明在室溫下的沉積會因合金的形成造成表面不平坦；而在低溫條件下的成長模式，經退火後能使其薄膜有平坦的表面且形成高度有序的結構。

摘要(英)

We have studied the coverage-dependent surface morphology of Bi on Ag(111) with scanning tunneling microscopy (STM), low energy electron diffraction (LEED), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Two surface reconstructions were identified with deposit of Bi on Ag(111) at 300K. At room temperature, a (√3×√3)R30° reconstruction was observed with a low Bi coverage, and a (n012) reconstruction emerged with further Bi deposition. The evolution of the core levels Bi 4f and Ag 3d were characterized and analyzed with varied Bi coverage. The shift in the binding energy of Bi 4f was observed; it was associated with the de-alloying process. The STM results showed that the monolayer Ag islands and pits forms randomly across the surface during the initial Bi deposition, resulting in a rough surface of Bi/Ag(111)-(n012). At low temperature, a (2×2) reconstruction was observed with a low Bi coverage, and a (n012) reconstruction emerged with further Bi deposition. The shift in the binding energy of Bi 4f was not observed. Indicating each no surface alloy forms during low temperature deposited.

關鍵字(中)

★ 低能量電子繞射儀
★ 掃描穿隧顯微鏡
★ X光光電子能譜術

關鍵字(英)

★ Bi
★ Ag(111)
★ XPS
★ STM
★ LEED

論文目次

摘要………………………………………………………………………………..…Ⅰ
Abstract…………………………………………………………………………...…Ⅱ
致謝……………………………………………………………………………….… Ⅲ
目錄………………………………………………………………………………..…Ⅳ
圖目錄……………………………………………………………………………..…Ⅵ
第一章　前言…………………………………………………………………………1
第二章　文獻回顧……………………………………………………………………3
　2.1 鉍在銀(111)表面上相關文獻………………………………………….………3
　2.2 鉍在銅(111)表面上相關文獻…………………………………………….……5
　2.3 錫在銅(111)表面上低溫下不會形成合金………………………………….…6
第三章　實驗儀器與原理……………………………………………………..……11
3.1 簡介……………………………………………………………………………...11
3.2 超高真空………………………………………………………………………...11
　3.2.1 機械幫浦 (Mechanical Pump)………………………………….........12
　3.2.2 分子渦輪幫浦 (Turbo Molecular Pump)…………………......13
　3.2.3 離子幫浦 (Ion pump)…………………………………………………....…13
　3.2.4 鈦昇華幫浦 (Titanium Sublimation Pump)………......…14
3.3 同步輻射光源………………………………………………………………..… 14
3.4 X光光電子能譜 (X-ray Photoemission Spectroscopy, XPS)……………...…...15
　3.4.1 原理……………………………………………………………………...….15
　3.4.2 曲線擬合……………………………………………………………………17
3.5 低能量電子繞射儀 (Low Energy Electron Diffraction, LEED)…………...…..17
3.6 掃描穿隧顯微鏡 (Scanning Tunneling Microscopy, STM)……………..……..19
　3.6.1 原理……………………………………………………………………..…..19
　3.6.2 儀器構造……………………………………………………………………20
　3.6.3 掃描模式……………………………………………………………………20
　3.6.4 探針製作……………………………………………………………………21
3.7 鉍蒸鍍槍………………………………………………………………………...22
3.8 離子濺射鎗……………………………………………………………………...22
3.9 電子動能分析儀………………………………………………………………...23
3.10 樣品清潔與加熱……………………………………………………………….23
　3.10.1 掃描穿隧顯微鏡系統……………………………………………………..23
　3.10.2 國家同步輻射中心 Wide Range實驗站系統……………………………24
第四章　實驗結果分析與討論……………………………………………………..36
4.1 樣品製備………………………………………………………………………...36
4.2 室溫不同覆蓋量的成長模式及退火至不同溫度的形貌改變………………...36
4.3 低溫度不同覆蓋量的成長模式………………………………………………...40
　4.3.1 在乾淨的Ag (111)表面上逐次鍍上少量的鉍原子…………………….…40
　4.3.2 在乾淨的銀(111)面上鍍上約原子層的鉍原子並退火至不同溫度…..41
　4.3.3 在乾淨的銀(111)面上鍍上多於原子層的鉍原子且退火至280℃…....42
　4.3.4 在乾淨的銀(111)面上鍍上大量的鉍原子並退火至高溫……………43
　4.3.5 不同鍍量下經退火後所產生的改變………………………………………44
4.3.6 不同鍍量下經退火中過程所產生的改變…………………………………45
第五章　結論………………………………………………………………………..63
參考文獻……………………………………………………………………………..65

參考文獻

[1]　H. L. Zhang , W. Chen , X. S.Wang , J. Yuhara, and A. T. S. Wee Appl. Surf. Sci. 460, 256 (2009)
[2]　K. H. L. Zhang, I. M. McLeod, Y. H. Lu, V. R. Dhanak, A. Matilainen, M. Lahti, K. Pussi, R. G. Egdell, X.-S. Wang, A. T. S. Wee, and W. Chen, Phys. Rev. B 83, 235418 (2011)
[3]　K. H. L. Zhang, I. M. McLeod, M. Lahti, K. Pussi and V. R. Dhanak J., Phys.: Condens. Matter 24, 435502 (2012)
[4]　C. Kato, Y. Aoki, and H. Hirayama, Phys. Rev. B 82, 165407 (2010)
[5]　Y. Girard, C. Chacon, G. de Abreu, J. Lagoute, V. Repain , and S. Rousset, Surf. Sci. 118, 617 (2013)
[6]　X. Liang, J. H. Deng, L.J. Fan, Y.W. Yang, and D. A. Luh, Phys. Rev. B 84, 075406 (2011)
[7]　真空技術與應用,行政院國家科學委員會精密儀器發展中心, 民國90年
[8]　Basic Vacuum Practice, Varian Associates., 3rd Edition, Lexington, 1992
[9]　NSRRC, https://www.nsrrc.org.tw/chinese/lightsource.aspx
[10]　L. J. Lai, P. C. Tsesng, Y. W. Yang, S. C. Chung, Y. F. Song, N. F. Chang, C. C. Chen, C. T. Chen, and K. L. Tsang, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A 467-468, 586 (2001).
[11] 賴英煌, 邱雯藝, 洪偉修, CHEMISTRY (THE CHINESE CHEM. SOC., TAIPEI). 60, 381 (2002).
[12] Surface Analysis: The Principal Techniques, John C. Vickerman and Lan S. Gilmore, John Wiley & Sons, 2009
[13] Surfaces, Gary Attard and Colin Barnes, Oxford University Press, 1998
[14]　G. Binnig, H. Rohrer, IBM Journal of Research and Development 30: 4. (1986) .
[15] Introduction to Scanning Tunneling Microscopy, C. Julian Chen, Oxford University Press, 1993
[16]　江岳, Sulfur adsorption on Au(100): XPS, LEED and STM study, 國立中央大學物理所,碩士論文, 民國102年
[17]　Omicron NanoTechnology GmbH, http://www.omicron.de/
[18]　黃志豪, Epitaxial growth of thin Cu films on Ag(111) studied with ARPES, 國立中央大學物理所, 碩士論文, 民國 99 年

指導教授

陸大安(Dah-An Luh)

審核日期

2015-7-20

推文