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本论文主要工作是通过对几种金属材料的实验反射电子能量损失谱的分析,研究了这几种材料的有效能量损失函数、微分表面激发几率、表面激发参数及表面光学常数。利用扩展Landau方法获取了Mo,Ta和Zn的有效能量损失函数,其包含了表面激发和体激发。分析了这两种过渡金属的电子结构和表面激发效应;通过KK分析,基于反射电子能量损失谱给出了Zn的光学常数和介电函数,该光学常数和介电函数实际上包含表面和体的两部分贡献。根据反射电子在固体内的输运深度可知,计算出的Zn的光学常数对10纳米的膜厚内是适用的;借助Wemer消除-复得方法获取了几种材料的微分表面激发几率和表面激发参数,结果表明随着入射电子能量的降低,表面激发现象变得强烈。结合已获取的微分表面激发几率利用表面Kramers-Kronig关系,对Ag,Cu和Ni的表面光学常数和介电函数进行了研究。
绪论部分介绍了几种常用的表面电子谱分析手段,说明了用反射电子能量损失谱研究表面激发的价值及意义,阐述了表面激发的研究背景。最后介绍了测量材料光学性质和电子结构的常规方法以及从反射电子能量损失谱获取表面电子结构和光学性质的方法。
第二章主要介绍了电子在固体内的输运过程,电子能谱的一般形式及处理方法,Monte Carlo方法模拟电子散射的步骤。介绍了描述弹性散射的Mott截面和非弹性散射的介电理论。
第三章介绍了分析反射电子能量损失谱的几种方法,并且分别利用这几种方法得到了非弹性微分散射截面、有效能量损失函数、微分表面激发几率和表面激发参数,比较了这几种方法的优缺点。借助KK分析得到了Zn的光学常数和介电常数。
第四章首先介绍了体光学常数的获取方法和传统KK关系在分析电子能量损失谱中的应用。介绍了最近提出的表面KK关系,并验证了表面KK关系分析表面能量损失函数的有效性和正确性。最后结合以获取的微分表面激发几率和表面KK关系,得到了Ag,Cu和Ni的表面光学常数和介电常数。
第五章总结了论文的主要工作以及研究的价值所在,对下一步工作提出了展望。