基于掃描探針電子能譜學(xué)的表面等離子體激元研究.pdf

1、掃描隧道顯微鏡(STM)已經(jīng)成為表面科學(xué)中一種極其重要的測(cè)量分析手段，用于對(duì)固體表面形貌的測(cè)量以及費(fèi)米面附近電子態(tài)的探測(cè)。然而STM在能譜測(cè)量方面的不足限制了它在固體表面微區(qū)元素分析及能譜譜學(xué)成像方面的應(yīng)用，將STM與電子能譜技術(shù)相結(jié)合組建掃描探針電子能譜儀(SPEES)是解決這個(gè)問題的一種方案。本文介紹了針對(duì)SPEES裝置開展的模擬和實(shí)驗(yàn)工作，包括：SPEES針尖樣品區(qū)域電場(chǎng)分布及電子飛行特性模擬，SPEES能量掃描模式下電子能譜測(cè)量

2、以及進(jìn)一步開展的不同厚度Ag和Au樣品的等離子體激元實(shí)驗(yàn)研究。
　　 第一章介紹了基于掃描探針的表面原子識(shí)別中的基本概念，能譜譜學(xué)成像領(lǐng)域的研究進(jìn)展，STM的工作原理以及掃描探針能譜儀的研究進(jìn)展，表面等離子體激元(SPs)的原理及應(yīng)用，利用SPEES裝置研究SPs的優(yōu)勢(shì)。
　　 在第二章中，我以俄歇電子為研究對(duì)象利用SIMION軟件系統(tǒng)地模擬了掃描探針電子能譜儀(SPEES)針尖樣品區(qū)域的電場(chǎng)分布及出射電子的飛行特性，發(fā)

3、現(xiàn)出射俄歇電流密度分布的半高全寬要小于入射電流密度分布的半高全寬，即SPEES譜儀的空間分辨可以通過調(diào)節(jié)入射電子束斑的直徑來進(jìn)行提升和優(yōu)化。大部分俄歇電子在針尖電場(chǎng)邊界(針尖屏蔽筒與樣品表面間的開口)處都是在一個(gè)較小的垂直高度范圍內(nèi)平行于樣品表面出射的。結(jié)果提示我們?cè)赟PEES中使用一種探測(cè)平面與樣品表面平行的環(huán)型電子能量分析器(TEEA)。通過出射俄歇電子在SPEES譜儀中的傳輸過程模擬并結(jié)合針尖樣品區(qū)域的模擬結(jié)果最終計(jì)算得到SPEE

4、S裝置探測(cè)效率大約為1.14％，比傳統(tǒng)的半球電子能量分析器提高了約兩個(gè)數(shù)量級(jí)。
　　 第三章介紹了SPEES裝置的結(jié)構(gòu)及儀器組成，同時(shí)對(duì)利用SPEES裝置開展固體表面電子能譜測(cè)量的實(shí)驗(yàn)條件及準(zhǔn)備工作做了具體的說明。
　　 第四章介紹了SPEES裝置能譜測(cè)量中能量定點(diǎn)和掃描兩種模式的實(shí)驗(yàn)方法，在實(shí)驗(yàn)中我們通過減小單輪掃描時(shí)間和增大掃描輪數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)了SPEES裝置能量掃描模式Ag和Au的電子能譜測(cè)量，拓寬了能譜測(cè)量范圍并且