利用角解析光電子能譜及低能量電子繞射研究鉛(100)薄膜在鍺(100)基底上之電子結構與薄膜性質

Study of the electronic structure and thin film properties of Pb(100) on Ge(100) by Angle-Resolved Photoemission(ARPES) and LEED

林仲桓(Chung-Huang Lin)

指導教授 ： 唐述中

國立清華大學/理學院/物理學系/碩士(2011年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2011.00375

摘要

我們利用金原子在鍺(100)基底上形成的c(8x2)結構當作緩衝層，成功地在零下150℃製備原子平坦的鉛(100)薄膜；並利用角解析光電能譜術測量了鉛(100)薄膜量子井態的能帶結構。位在鉛(100)薄膜Γ ¯位置的量子井態能量與厚度的關係可以利Bohr-Sommerfeld量子化規則來計算。此外，我們還發現了鉛(100)的薄膜在升溫至室溫後，會形成兩個領域同時存在的六角形結構，並且此結構是鉛(111)面結構的兩倍大。量測此特殊六角型鉛結構的能帶結構，我們發現在表面布里淵區的邊界上能帶有著分裂的現象。

關鍵字

鉛(100)薄膜 ； 角解析光電子能譜 ； 低能量電子繞射 ； 量子井態

並列摘要

We successfully grow the Pb(100) thin films on the substrate of Ge(100) by using Au/Ge(100)-c(2x8) reconstructed surface as a template at T=-150℃. Through the thickness dependence of quantum-well-state energies measured by photoemission spec-
troscopy, we found the Pb(100) thin film grow layer-by-layer. By checking the Low Energy Electron Diffraction (LEED) pattern, we observed that the square structure of Pb(100) thin film trans-
forms to a hexagonal structure after being annealed to room temperature, but the size of the special hexagonal lattice was different from that Pb(111) films.

並列關鍵字

Pb(100) thin film ； ARPES ； LEED ； Quantum well state

參考文獻

[1] T.C. Chiang, Science 306,1990 (2004)

Phys. Rev. B 66 ,233403 (2001)

[4]T.C. Chiang, Surf. Sci. Rep. 39, 181-235 (2000)

[5]Y.H. Lu and P. W. Chen , Studies of the electronic structures and thin film properties of

[6] Kan Nakatsuji, Ryota Niikura, Yuki Shibata, Massamichi Yamada , Takushi Iimori ,