Ar 离子轰击CeO2-x(111)薄膜的共振光电发射研究

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)合肥工业大学 机械与汽车工程学院真空系 作者:王国栋

Ar 离子轰击CeO2-x(111)薄膜的共振光电发射研究

王国栋1 陈长琦1 孔丹丹2 潘海斌2 朱俊发2

(1.合肥工业大学 机械与汽车工程学院真空系 合肥 230009;2.中国科学技术大学 国家同步辐射实验室 合肥 230029)

  摘要:利用X-射线光电发射谱和同步辐射共振光电发射谱研究了外延生长的CeO2-x(111)薄膜在Ar 离子轰击作用下电子态结构的变化。外延生长的CeO2-x(111)薄膜与文献报道的完全氧化的二氧化铈薄膜一致,Ar 离子轰击诱导了氧化态CeO2-x 薄膜电子态结构的变化,导致薄膜表面部分Ce4+被还原成Ce3+。

  当光子能量在Ce 4d→4f 激发阈值范围内,共振光电发射谱能清晰的分辨出Ce4f 能级电子对价带谱的贡献。还原态CeO2-x(111)薄膜的共振光电发射谱分别在121.5 和124.5 eV 光子能量入射时出现了激发极值。121.5 eV 光子能量激发了Ce3+的Ce4f1 能级中电子的共振发射,而124.5 eV 光子能量激发了Ce4+的Ce4f0 能级中电子的共振发射。随着离子轰击时间的增加,还原态Ce3+的强度逐渐增大,并在溅射15 min 后达到了一个相对稳定值。

  Ce4f 能级共振光电发射的相对强度比值,DCe3+/DCe4+,可有效的监控Ce3+和Ce4+的相对强度。由此可见,在Ar 离子轰击过程中,共振光电发射是极其有利的测试方法来分析CeO2-x 的氧化还原过程。

  关键词:Ar 离子轰击 共振光电发射谱 CeO2-x 薄膜 DCe3+/DCe4+

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