錫烯作為新型的二維材料由于其預測的優(yōu)異特性受到廣泛關注,錫烯在生長過程中與襯底間的相互作用是該體系研究的重要課題。本文采用分子束外延法在平整有序的Au(111)表面沉積Sn元素制備錫烯,利用原位條件下的低能電子衍射(Low Energy Electron Diffraction,LEED)和同步輻射光電子能譜(Synchrotron Radiation Photoemission Spectroscopy,SR-PES)對不同覆蓋度的樣品表面進行分析,系統(tǒng)地研究了超高真空環(huán)境下錫烯在Au(111)表面的形成過程。結果表明:Sn原子先與Au(111)襯底發(fā)生強相互作用形成合金,隨著生長厚度的增加,逐步形成錫烯并覆蓋在合金表面。

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【部分圖文】：

圖1 433 K時在LEED中Au(111)上不同生長時間表面結構的衍射斑點(a)(1×1),(b)R3,(c)R3與R7混相，(d)R7

LEED衍射圖樣的變化揭示了Sn在Au(111）襯底上生長過程中表面結構的變化規(guī)律。在10min時出現(xiàn)的R3衍射圖案表明Sn原子以襯底晶格間距的√3倍排列在Au(111）表面上，這說明Sn與Au(111）襯底之間存在很強的相互作用，形成了Au2Sn表面合金。這是由于在Au(11....

圖2 R7衍射斑點的模擬圖(a),R7衍射斑點在二維實空間的映射圖（有襯底）(b),R7衍射斑點在二維實空間對應的晶胞(c)

我們分別探測了生長時間為10min時R3表面重構的樣品以及35min時R7表面重構樣品的角分辨光電子能譜，如圖3所示。在圖3(a）中能夠看到，Au2Sn表面合金存在于Au(111）襯底引起的能帶結構中Rashba型自旋軌道劈裂；在圖3(b）中能夠觀察到由于在襯底表面形成錫烯導....

圖3 Sn/Au(111)在Г點附近的角分辨光電子能譜(a)R3表面重構樣品，(b)R7表面重構樣品

圖2R7衍射斑點的模擬圖(a),R7衍射斑點在二維實空間的映射圖（有襯底）(b),R7衍射斑點在二維實空間對應的晶胞(c)在20～30min出現(xiàn)的混合衍射圖樣中，R3衍射斑點強度下降及R7衍射斑點強度增大都暗示了R7重構相的錫烯逐漸在R3相的合金上形成。接下來，我們利用SR-....

圖4 在433 K下Au(111）表面上Au 4f芯能級隨Sn生長時間的變化(a),Au 4f7/2峰結合能與生長時間的關系(b)

在金屬襯底上沉積原子的過程中，吸附原子總是極易擴散到襯底中形成多種合金[36-40]。Au和Sn之間具有較高的溶解度，能夠形成不同的穩(wěn)定金屬間化合物，例如Au5Sn、AuSn、AuSn2等[41-42]。研究發(fā)現(xiàn)，室溫下Sn對Au的擴散系數(shù)為10-25m2?s-1,Au對Sn的....

本文編號：4020817