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Fe/ZnO(0001)界面的同步辐射光电子能谱研究

王国栋 张 旺 张文华 李宗木 徐法强

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Fe/ZnO(0001)界面的同步辐射光电子能谱研究

王国栋, 张 旺, 张文华, 李宗木, 徐法强

Synchrotron radiation photoemission studies on Fe/ZnO(0001) interface

Wang Guo-Dong, Zhang Wang, Zhang Wen-Hua, Li Zong-Mu, Xu Fa-Qiang
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  • 利用同步辐射光电子能谱研究了Fe/ZnO生长模式、界面化学反应和电子结构.结果表明,Fe在ZnO(0001)表面以类SK模式生长(单层加岛状生长).当沉积约2?的Fe后,生长模式开始从二维层状生长转变成混合模式生长.界面价带谱和Fe3p芯能级谱的分析表明,在低覆盖度下,约有一个原子层(约1.5?)的Fe被ZnO(0001)面的外层O原子氧化,随着沉积厚度的增加,金属态Fe的信号逐渐增强.当吸附了5.1?的Fe时,出现了较强的金属Fe的Fermi边,说明出现了Fe的金属态.此外,在Fe原子吸附过程中,样品功函数在Fe厚度为0.2?时达到最小值4.5eV,偶极层形成后逐渐稳定在4.9eV.
    The growth, interfacial reaction, and electronic structure of Fe on ZnO(0001) surface were studied using synchrotron radiation photoemission spectroscopy(SRPES). It was found that Fe layer grows in a way similar to the Stranski-Krastanov mode at room temperature. After~2? Fe deposited on the surface, the growth mode changes from the layer-by-layer to a mixed mode. At low coverage, about one monolayer of iron (ca. 1.5?) is oxidized by the outer oxygen atoms on ZnO(0001) surface. Analysis of the valence band and the Fe3p photoemission spectra indicated that below 2? coverage, Fe2+ species exists at the Fe/ZnO interface, followed by the formation of a metallic iron overlayer. A sharp Fermi edge appears at 5.1? coverage, indicating the formation of the bulk metallic Fe film. Furthermore, work-function of the sample decreases to a minimum of 4.5eV at 0.2? Fe, then goes to 4.9eV with the formation of a dipole layer at the interface.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10505019 )资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2006-09-07
  • 修回日期:  2006-11-30
  • 刊出日期:  2007-03-05

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