鐵超薄膜在白金(111)面的相轉變與曝氧研究

Abstract

我們利用歐傑電子能譜（Auger Electron Spectroscopy， AES）、低能量電子繞射儀（Low-Energy Electron Diffraction， LEED）與紫外光電子能譜（Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy， UPS）來探討鐵薄膜在白金(111)面上的相轉變與曝氧前後的結構與成分變化。由I-V LEED觀察在室溫下鐵薄膜在白金(111)的結構可以發現有相轉變的現象，1 ML以下鐵薄膜傾向面心結構【FCC（111）】，1 ML以上鐵薄膜傾向體心結構【BCC（110）】。藉由歐傑電子能譜可以發現，由於相轉變的緣故，鐵薄膜在1 ML時，其單位曝氧量的吸附氧量最小，超過1 ML之後，隨著厚度增加，單位曝氧量的吸附氧量也跟著增加；而在1 ML以下時，由於白金的催化效果，所以隨著厚度減少，單位曝氧量的吸附氧量也跟著增加；此外我們觀察經飽和曝氧後的鐵薄膜的升溫實驗可以發現，鐵薄膜表層已與氧原子化合成穩定的氧化鐵，不隨著溫度升高而改變，且在高溫時，鉑原子會往表層擴散；最後我們觀察氧化鐵的型態可以發現，在1 ML時氧化鐵趨於FeO的型態，但隨著厚度增加，其氧化鐵的形態會偏向Fe2O3。