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Fe/ZnO (0001)体系界面相互作用中薄膜厚度效应的光电子能谱研究

张旺 徐法强 王国栋 张文华 李宗木 王立武 陈铁锌

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Fe/ZnO (0001)体系界面相互作用中薄膜厚度效应的光电子能谱研究

张旺, 徐法强, 王国栋, 张文华, 李宗木, 王立武, 陈铁锌

Thickness dependence of the interfacial interaction for the Fe/ZnO (0001) system studied by photoemission

Zhang Wang, Xu Fa-Qiang, Wang Guo-Dong, Zhang Wen-Hua, Li Zong-Mu, Wang Li-Wu, Chen Tie-Xin
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  • 利用同步辐射光电子能谱(SRPES)和X射线光电子能谱(XPS)技术,系统研究了室温下Fe/ZnO界面形成过程中Fe薄膜与氧结尾的ZnO(000 1 )衬底之间的相互作用,结果显示初始沉积的Fe明显被表面氧氧化为Fe2+离子,在Fe覆盖度为0—3 nm的范围内,分别观察到与界面电荷传输、化学反应以及薄膜磁性相关的三个有意义的临界厚度,这一结果将有助于基于Fe/ZnO界面的相关器件的设计和研发.
    Synchrotron radiation photoemission spectroscopy (SRPES) and conventional X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) were used to study the Fe/ZnO(0001 ) interface formation at room temperature. The interaction extent of Fe overlayer during the ZnO substrate was carefully monitored during the increase of Fe coverage, the results showed obvious Fe2+ formation at the initial stage of Fe deposition. Based on the photoemission spectra (PES) changes observed during the deposition of Fe on ZnO up to 3 nm, three meaningful and critical thicknesses have been observed which may be related to the surface charge transport, chemical reaction, and magnetic property, respectively. The new finding may be helpful to the design of related devices based on Fe/ZnO interface.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10775126,10975138)资助的课题.
    [1]

    Campbell C T 1997 Surf. Sci. Rep. 27 1

    [2]

    Freund H J 2001 Surf. Sci. 500 271

    [3]

    Valeri S, Benedetti S, Luches P 2007 J. Phys.: Condens. Matter 19 225002

    [4]

    Arranz A, Pérez-Dieste V, Palaci C 2002 Surf. Sci. 521 77

    [5]

    Luches P, Bellini V, Colonna S, Di Giustino L, Manghi F, Valeri S, Boscherini F 2006 Phys. Rev. Lett. 96 106106

    [6]

    Koplitz L V, Dulub D, Diebold U 2003 J. Phys. Chem. B 107 10583

    [7]

    Spencer M S 1999 Top. Catal. 8 259

    [8]

    Yoshihara J, Campbell J M, Campbell C T 1998 Surf. Sci. 406 235

    [9]

    Ernst K H, Campbell C T 1993 Phys. Rev. B 47 13782

    [10]

    Radulovic P V, Feigerle C S, Overbury S H 2000 J. Phys. Chem. B 104 3028

    [11]

    Chaturvedi S, Rodriguez J A 1998 Surf. Sci. 401 282

    [12]

    Dumont J, Seldrum T, Couet S, Moisson M, Turover D, Sporken R 2006 J. Vac. Sci. Technol. B 24 2124

    [13]

    Wett D, Demund A, Szargan R 2007 Microchim Acta 156 57

    [14]

    Demund A, Wett D, Szargan R 2008 Surf. Interface Anal. 40 27

    [15]

    Wang G D, Zhang W, Zhang W H, Li Z M, Xu F Q 2007 Acta Phys. Sin. 56 3468(in Chinese)[王国栋、 张 旺、 张文华、 李宗木、 徐法强 2007 物理学报 56 3468]

    [16]

    Parker T M, Condon N G, Lindsay R, Leibsle F M, Thornton G 1998 Surf. Sci. 415 L1046

    [17]

    Eddrief M, Marangolo M, Etgens V H 2006 Phys. Rev. B 73 115315

    [18]

    Girard R T, Tjernberg O, Chiaia G, Sderholm S, Karlsson U O, Wigren C, Nylén H, Lindau I 1997 Surf. Sci. 373 409

    [19]

    Ivanov I, Pollmann J 1981 Phys. Rev. B 24 7275

    [20]

    Ozawa K, Edamoto K 2003 Surf. Sci. 524 78

    [21]

    Dorn R, Lüth H, Büchel M 1977 Phys. Rev. B 16 4675

    [22]

    Ozawa K, Sawada K, Shirotori Y, Edamoto K, Nakatake M 2003 Phys. Rev. B 68 125417

    [23]

    Lad R J, Henrich V E 1989 Phys. Rev. B 39 13478

    [24]

    Christof Wll 2007 Progess in Surf. Sci. 82 55

    [25]

    Jonker B T, Walker K H, Kisker E 1986 Phys. Rev. Lett. 57 142

    [26]

    Vescovo E, Rader O, Carbone C 1993 Phys. Rev. B 47 13051

    [27]

    Kisker E, Schrder K, Gudat W, Campagna M 1985 Phys. Rev. B 31 329

    [28]

    Brookes N B, Clarke C, Johnson P D, Weinert M 1990 Phys. Rev. B 41 2643

    [29]

    Marangolo M, Gustavsson F, Eddrief M, Sainctavit P, Etgens V H, Cros V, Petroff F, George J M, Bencok P, Brookes N B 2002 Phys. Rev. Lett. 88 217202

    [30]

    Lee J M, Kim J Y, Yang S U, Park B G, Park J H, Oh S J, Kim J S 2007 Phys. Rev. B 76 052406

  • [1]

    Campbell C T 1997 Surf. Sci. Rep. 27 1

    [2]

    Freund H J 2001 Surf. Sci. 500 271

    [3]

    Valeri S, Benedetti S, Luches P 2007 J. Phys.: Condens. Matter 19 225002

    [4]

    Arranz A, Pérez-Dieste V, Palaci C 2002 Surf. Sci. 521 77

    [5]

    Luches P, Bellini V, Colonna S, Di Giustino L, Manghi F, Valeri S, Boscherini F 2006 Phys. Rev. Lett. 96 106106

    [6]

    Koplitz L V, Dulub D, Diebold U 2003 J. Phys. Chem. B 107 10583

    [7]

    Spencer M S 1999 Top. Catal. 8 259

    [8]

    Yoshihara J, Campbell J M, Campbell C T 1998 Surf. Sci. 406 235

    [9]

    Ernst K H, Campbell C T 1993 Phys. Rev. B 47 13782

    [10]

    Radulovic P V, Feigerle C S, Overbury S H 2000 J. Phys. Chem. B 104 3028

    [11]

    Chaturvedi S, Rodriguez J A 1998 Surf. Sci. 401 282

    [12]

    Dumont J, Seldrum T, Couet S, Moisson M, Turover D, Sporken R 2006 J. Vac. Sci. Technol. B 24 2124

    [13]

    Wett D, Demund A, Szargan R 2007 Microchim Acta 156 57

    [14]

    Demund A, Wett D, Szargan R 2008 Surf. Interface Anal. 40 27

    [15]

    Wang G D, Zhang W, Zhang W H, Li Z M, Xu F Q 2007 Acta Phys. Sin. 56 3468(in Chinese)[王国栋、 张 旺、 张文华、 李宗木、 徐法强 2007 物理学报 56 3468]

    [16]

    Parker T M, Condon N G, Lindsay R, Leibsle F M, Thornton G 1998 Surf. Sci. 415 L1046

    [17]

    Eddrief M, Marangolo M, Etgens V H 2006 Phys. Rev. B 73 115315

    [18]

    Girard R T, Tjernberg O, Chiaia G, Sderholm S, Karlsson U O, Wigren C, Nylén H, Lindau I 1997 Surf. Sci. 373 409

    [19]

    Ivanov I, Pollmann J 1981 Phys. Rev. B 24 7275

    [20]

    Ozawa K, Edamoto K 2003 Surf. Sci. 524 78

    [21]

    Dorn R, Lüth H, Büchel M 1977 Phys. Rev. B 16 4675

    [22]

    Ozawa K, Sawada K, Shirotori Y, Edamoto K, Nakatake M 2003 Phys. Rev. B 68 125417

    [23]

    Lad R J, Henrich V E 1989 Phys. Rev. B 39 13478

    [24]

    Christof Wll 2007 Progess in Surf. Sci. 82 55

    [25]

    Jonker B T, Walker K H, Kisker E 1986 Phys. Rev. Lett. 57 142

    [26]

    Vescovo E, Rader O, Carbone C 1993 Phys. Rev. B 47 13051

    [27]

    Kisker E, Schrder K, Gudat W, Campagna M 1985 Phys. Rev. B 31 329

    [28]

    Brookes N B, Clarke C, Johnson P D, Weinert M 1990 Phys. Rev. B 41 2643

    [29]

    Marangolo M, Gustavsson F, Eddrief M, Sainctavit P, Etgens V H, Cros V, Petroff F, George J M, Bencok P, Brookes N B 2002 Phys. Rev. Lett. 88 217202

    [30]

    Lee J M, Kim J Y, Yang S U, Park B G, Park J H, Oh S J, Kim J S 2007 Phys. Rev. B 76 052406

  • [1] 杨蒙生, 易泰民, 郑凤成, 唐永建, 张林, 杜凯, 李宁, 赵利平, 柯博, 邢丕峰. 沉积态铀薄膜表面氧化的X射线光电子能谱. 物理学报, 2018, 67(2): 027301. doi: 10.7498/aps.67.20172055
    [2] 李智浩, 曹亮, 郭玉献. 苝四甲酸二酐薄膜电子结构的同步辐射共振光电子能谱研究. 物理学报, 2017, 66(22): 224101. doi: 10.7498/aps.66.224101
    [3] 许思维, 王丽, 沈祥. GexSb20Se80-x玻璃的拉曼光谱和X射线光电子能谱. 物理学报, 2015, 64(22): 223302. doi: 10.7498/aps.64.223302
    [4] 潘宵, 鞠焕鑫, 冯雪飞, 范其瑭, 王嘉兴, 杨耀文, 朱俊发. F8BT薄膜表面形貌及与Al形成界面的电子结构和反应. 物理学报, 2015, 64(7): 077304. doi: 10.7498/aps.64.077304
    [5] 蔡春锋, 张兵坡, 黎瑞锋, 徐天宁, 毕岗, 吴惠桢, 张文华, 朱俊发. 利用同步辐射光电子能谱技术测量ZnO/PbTe异质结的能带带阶. 物理学报, 2014, 63(16): 167301. doi: 10.7498/aps.63.167301
    [6] 万力, 曹亮, 张文华, 韩玉岩, 陈铁锌, 刘凌云, 郭盼盼, 冯金勇, 徐法强. FePc与TiO2(110)及C60界面电子结构研究. 物理学报, 2012, 61(18): 186801. doi: 10.7498/aps.61.186801
    [7] 邹继军, 张益军, 杨智, 常本康. GaAs真空电子源衰减模型研究. 物理学报, 2011, 60(1): 017902. doi: 10.7498/aps.60.017902
    [8] 曹亮, 张文华, 陈铁锌, 韩玉岩, 徐法强, 朱俊发, 闫文盛, 许杨, 王峰. 苝四甲酸二酐在Au(111)表面的取向生长及电子结构研究. 物理学报, 2010, 59(3): 1681-1688. doi: 10.7498/aps.59.1681
    [9] 韩录会, 张崇宏, 张丽卿, 杨义涛, 宋银, 孙友梅. 低速高电荷态重离子辐照的GaN晶体表面X射线光电子能谱研究. 物理学报, 2010, 59(7): 4584-4590. doi: 10.7498/aps.59.4584
    [10] 李永华, 刘常升, 孟繁玲, 王煜明, 郑伟涛. NiTi合金薄膜厚度对相变温度影响的X射线光电子能谱分析. 物理学报, 2009, 58(4): 2742-2745. doi: 10.7498/aps.58.2742
    [11] 王国栋, 张 旺, 张文华, 李宗木, 徐法强. Fe/ZnO(0001)界面的同步辐射光电子能谱研究. 物理学报, 2007, 56(6): 3468-3472. doi: 10.7498/aps.56.3468
    [12] 王晓雄, 李宏年. Sm富勒烯的芯态光电子能谱. 物理学报, 2006, 55(8): 4259-4264. doi: 10.7498/aps.55.4259
    [13] 欧谷平, 宋 珍, 桂文明, 张福甲. 原子力显微镜与x射线光电子能谱对LiBq4/ITO和LiBq4/CuPc/ITO的表面分析. 物理学报, 2005, 54(12): 5717-5722. doi: 10.7498/aps.54.5717
    [14] 冯玉清, 赵 昆, 朱 涛, 詹文山. 磁性隧道结热稳定性的x射线光电子能谱研究. 物理学报, 2005, 54(11): 5372-5376. doi: 10.7498/aps.54.5372
    [15] 何少龙, 李宏年, 王晓雄, 李海洋, I. Kurash, 钱海杰, 苏 润, M. I. Abbas, 钟 俊, 洪才浩. Yb2.75C60同步辐射光电子能谱. 物理学报, 2005, 54(3): 1400-1405. doi: 10.7498/aps.54.1400
    [16] 李宏年. Rb掺杂C60单晶的相衍变和电子态. 物理学报, 2004, 53(1): 248-253. doi: 10.7498/aps.53.248
    [17] 李刘合, 张海泉, 崔旭明, 张彦华, 夏立芳, 马欣新, 孙跃. X射线光电子能谱辅助Raman光谱分析类金刚石碳膜的结构细节. 物理学报, 2001, 50(8): 1549-1554. doi: 10.7498/aps.50.1549
    [18] 苑进社, 陈光德, 齐鸣, 李爱珍, 徐卓. 分子束外延GaN薄膜的X射线光电子能谱和俄歇电子能谱研究. 物理学报, 2001, 50(12): 2429-2433. doi: 10.7498/aps.50.2429
    [19] 班大雁, 方容川, 薛剑耿, 陆尔东, 徐世宏, 徐彭寿. Si/ZnS极性界面能带偏移的同步辐射光电子能谱研究. 物理学报, 1997, 46(9): 1817-1825. doi: 10.7498/aps.46.1817
    [20] 陈艳, 董国胜, 张明, 金晓峰, 陆尔东, 潘海斌, 徐彭寿, 张新夷, 范朝阳. Mn/GaAs(100)界面电子结构的同步辐射光电子能谱研究. 物理学报, 1995, 44(1): 145-151. doi: 10.7498/aps.44.145
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-04-30
  • 修回日期:  2010-05-13
  • 刊出日期:  2011-01-15

Fe/ZnO (0001)体系界面相互作用中薄膜厚度效应的光电子能谱研究

  • 1. 中国科学技术大学国家同步辐射实验室,核科学与技术学院,合肥 230029
    基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10775126,10975138)资助的课题.

摘要: 利用同步辐射光电子能谱(SRPES)和X射线光电子能谱(XPS)技术,系统研究了室温下Fe/ZnO界面形成过程中Fe薄膜与氧结尾的ZnO(000 1 )衬底之间的相互作用,结果显示初始沉积的Fe明显被表面氧氧化为Fe2+离子,在Fe覆盖度为0—3 nm的范围内,分别观察到与界面电荷传输、化学反应以及薄膜磁性相关的三个有意义的临界厚度,这一结果将有助于基于Fe/ZnO界面的相关器件的设计和研发.

English Abstract

参考文献 (30)

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