au表面等离子体激元激发的扫描探针电子能谱

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1、第27卷第2期原子与分子物理学报Vo1．27No．22010年4月J0URNALOFATOMICANDMOLECULARPHYSICSApr．2010doi：103969／j．issn．1000—0364．2010．02．016Au表面等离子体激元激发的扫描探针电子能谱刘文杰，徐春凯，耿立威，徐克尊，陈向军(合肥微尺度物质科学国家实验室中国科学技术大学近代物理系，合肥230026)摘要：结合扫描隧道显微镜(STM)与电子能谱仪是实现表面微区元素分析的途径之一．我们将环形电子能量分析器和三维扫描探针系统相结合，建立了一台扫描探针电子能

2、谱仪(SPEES)．通过测量针尖近场发射束流激发的Au表面能量损失谱，我们用研究了Au原子的等离子体激元激发现象．进一步通过改变针尖一样品距离，我们研究了Au等离子体激元峰与弹性散射峰的强度比随针尖一样品距离变化的关系．研究结果发现该强度比与针尖一样品距离的关系并不是单调变化，而是在一个特定位置存在极大关键词：扫描探针电子能谱；表面等离子体激元；能量损失谱中图分类号：O562．2，04—33文献标识码：A文章编号：1Ooo一0364(2O1O)O2—0279—04SurfaceplasmonexcitationofAuinscann

3、ingprobeelectronenergyspectroscopyLlUWen-Jie，XUChun—Kai，GENGLi—Wei，XUKe—Zun，CHENXiang-Jun(HefeiNationalLabforPhysicalScienceatMicroscaleandDepartmentofModernPhysics，UniversityofScienceandTechnologyofChina，Hefei230026，China)Abstract：Itisapromisingwayforthescanningtunnel

4、ingmicroscope(STM)toimplementelementaryanalysisonsamplesurfacebycombinedwiththeelectronenergyspectrometer．Wehavedevelopedascanningprobeelectronenergyspectrometer(SPEES)bycombiningatoroidalelectronenergyanalyzer(TEEA)withathree—dimensionalscanningprobesystem．Accordingto

5、theenergy-lossspectrumofAufilmonmicasubstrateinitiatedbythenearfieldemissioncurrentofthetip，westudiedtheplasmonres—onantexcitationofAusurfacewithourSPEES．Therelativeintensity(RI)ofAusurfaceplasmonwascalculatedasratiooftheenergylosspeakareaandtheelasticpeakarea．Bychangi

6、ngthetip—sampledis-tance，thevariationoftheAusurfaceplasmonRIontip—sampledistancewasstudied，whichrepresentedanon-monotoniccurveandshowedamaximum．Keywords：scanningprobeelectronenergyspectra，surfaceplasmon，energylOSSspectra面的进一步应用．将STM与电子能谱测量技术相1引目结合而发展起来的扫描探针电子能谱技术在表面科学中

7、，扫描隧道显微镜(STM)[已(SPEES)是解决这个问题的一个途径，目前国际经成为一种极其重要的测量分析手段引，然而上有多个实验组在这方面取得进展[4-1．日本的STM在能谱测量方面的缺陷限制了它在表面化学Tomitori组将STM与传统的电子能量分析器结信息获取、纳米结构性质研究、表面原子识别等方合，测量到了由STM针尖场发射电子激发的背散收稿日期2009—05—14基金项目国家自然科学基金(10404026，10734040)；中国科学院重要方向性项目(KJCX1一YW-N30)；教育部“211工程”项且作者简介刘文杰(198

8、2一)。男，四川省德阳人，博士生，原子与分子物理专业．E-mail：wjliu{~mail．ustc．edu．cn通讯作者徐春凯．E-mail：xuck@ustc．edu．cn原子与分子物理学报第27卷射电子能谱[4—7]；日本的Mi