低能電子能譜leeppt課件(已修改)
2025-01-16 19:41 本頁面
【正文】 低能電子能譜 (LEED) Low Energy Electron Diffraction 引言 ? 1921年 Davisson 和 Germer就研究了電子束在單晶表面的散射現(xiàn)象 。 并發(fā)現(xiàn)了電子的散射不是各向同性的 。 ? 30年代后 ， 人們開始了低能電子衍射方面的研究 。 ? 50年代 ， 隨著超高真空技術(shù)的發(fā)展 ， 人們識別到獲得清潔表面對觀察低能電子衍射圖象的重要性 ， 用LEED研究了 Ti, Ge, Si, Ni, SiC等的表面原子排列 ，并開始研究氣體在單晶表面的吸附現(xiàn)象 。 ? 從七十年代開始 ， 開展了 LEED 強度特性的理論研究 ， 并結(jié)合計算機模擬計算 ， 對表面結(jié)構(gòu)進行研究 。 目前 ， 人們已對一百多種表面結(jié)構(gòu)進行了研究 ， 得到許多表面吸附結(jié)構(gòu)方面的新知識 。 ? 入射電子的能量通 常 為 20~ 500 eV， 對應(yīng)的 波 長 為~ nm。 低能電子衍射裝臵的原理示意圖 低能電子衍射 ? 晶體中的原子對能量在 0~500 eV范圍內(nèi)的電子有很大的散射截面 ， 入射電子在經(jīng)受彈性或非彈性散射之前是不能進入晶體很深的 。 因此 ， 背散射電子中絕大部分是被表面或近表面的原子散射回來的 ， 這就使低能電子衍射成為研究表面結(jié)構(gòu)的一個理想的手段 。 ? 正是由于晶體原子對低能電子散射的截面很大 ，使得電子在離開晶體前經(jīng)受多次散射的幾率很大 ，這種現(xiàn)象稱為多重散射 。 ? 由于多重散射的存在 ， 使低能電子衍射結(jié)果的分析變得極為復(fù)雜 。 至今 ， 還不能唯一地根據(jù)低能電子衍射數(shù)據(jù)決定晶體表面原子的排列 ， 這方面的研究仍在繼續(xù)進行之中 。 一維衍射柵產(chǎn)生的散射圓錐 由于表面原子的散射截面很大 ， 起散射作用的主要是表面第一層原子 ， 作為近似 ， 可按二維散射考慮 。 對于一維原子鏈 ， 則相鄰原子間的光程差等于波長的整數(shù)倍時 ， 散射波發(fā)生衍射 。 對于垂直入射的電子 ， 則衍射條件為： acos?h = h?， h=0, ?1, ?2, …… 表明衍射方向處在與軸線成 ?h的圓錐面上 。 如果熒光屏位于電子槍的同一方 ， 且是以衍射柵為球心的一個球面 ， 則衍射圓錐和熒光屏的交線是一組直線 ， 間距為 r?/a， r是熒光屏的半徑 。 對于二維網(wǎng)格 ， 設(shè)二維網(wǎng)格單元是長方形 ， x方向間距為 a， y方向的間距為 b。 對垂直入射的情況 ， 在 x方向發(fā)生衍射的同時 ， 在 y方向上也有類似的衍射發(fā)生 。 因此 ， 對二維衍射柵 ， 熒光屏上顯示出一組點 。 對于較復(fù)雜的二維晶格 ，衍射條件為： (s ? s0)(pa + qb) = n? 若電子束垂直入射 ， 則有 s(pa + qb) = n? 即 sa = h?， sb = k?。 在二維倒格子中 ， 衍射方程為： (s ? s0)/ ?= Hhk+N N是垂直于倒易晶格的一個矢量 。 由衍射方程 ， 可以利用反射圖的概念確定衍射
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