Superpovrchový rozptyl elektronů na polykrystalickém vzorku Au

Již od počátku využívání elektronových spektroskopických metod ke studiu povrchových vlastností pevných látek hraje rozptyl elektronů důležitou roli. Zájem o dynamiku pohybu elektronů blízko rozhraní vakuum/pevná látka výrazně ožil s rozvojem nanotechnologií. Ukazuje se, že metody elektronové spektroskopie využívající svazek elektronů o průměru řádu nanometrů jsou účinným nástrojem ke studiu nanostrukturovaných povrchů. Při výpočtu drah elektronů v blízkosti povrchu pevné látky bylo zjištěno zvláštní chování elektronů nazvané superpovrchovým rozptylem. Pod tímto pojmem se rozumí ztráta energie a změna směru dráhy elektronů nad povrchem vzorku. Experimentálně byly ověřeny teoretické předpovědi, podle kterých úhlové rozdělení pravděpodobnosti superpovrchového zpětného rozptylu ukazuje silné oscilace. Tyto oscilace mají opačnou fázi, než má průběh Ramsauer-Townsendova minima pravděpodobnosti zpětného rozptylu. Superpovrchový rozptyl byl studován pomocí zpětného rozptylu elektronů dopadajících s energií 500 eV na povrchu zlata (obr. 1 (a)). Úhel dopadu primárních elektronů byl 70˚ a úhel rozptylu zpětně odražených elektronů se měnil intervalu od 37˚ do 165˚ vzhledem k normále k povrchu vzorku. Po odstranění příspěvku superpovrchového rozptylu z experimentálních dat výsledné úhlové a energetické rozdělení odražených elektronů souhlasilo s Landau-Goudsmit-Saundersonovou teorií (obr. 1 (b),(c)), která byla vytvořena před 60 lety. Výsledky ukazují, že prokázaný nový druh rozptylu je podstatný pro kvantitativní pochopení elektronových spekter.

Spojení úhlově závislých spekter a spekter energetických ztrát zpětně odražených elektronů s energií 500 eV od povrchu zlata. Pro zlepšení kontrastu je ze spekter odečtena intenzita elasticky odražených elektronů. (a) Změřená spektra zpětně odražených elektronů. (b) Teoreticky vypočtená spektra podle Landau-Goudsmit-Saundersonovy teorie. (c) Změřená spektra po odečtení příspěvku superpovrchového rozptylu.

¹Institute of Applied Physics, Vienna University of Technology, Wiedner Hauptstraße 8–10, A 1040 Vienna, Austria
²Université Libre de Bruxelles, Service de Métrologie Nucléaire (CP 165/84), 50 avenue F. D. Roosevelt, B-1050 Brussels, Belgium
³Institut fűr Theoretische Physik, J.W.Goethe-Universität Frankfurt, Max-von-Laue-Straße 1, 60438 Frankfurt am Main, Germany
⁴Institute of Physics, Academy of Sciences of the Czech Republic, v. v. i., Na Slovance 2, 182 21 Prague 8, Czech Republic