生长在 Au(111) 上的 Au-Sn 化合物的电子结构

本工作研究了生长在 Au(111) 上、厚度为数纳米的不同组分 Au-Sn 金属间层的电子结构。利用 X 射线光电子能谱（XPS）获得的 Au 4$f$ 和 Sn 4$d$ 核心能级谱中，与层、界面和衬底相关的组分随沉积参数变化，揭示了 Au-Sn 形成的细节。在室温下沉积形成 AuSn，而富 Au 化合物则是通过 Au 和 Sn 的相互扩散经热处理形成。高温沉积比同温后退火形成更富 Au 的组分，这是因为前者情况下入射 Sn 原子具有动能。另一方面，后退火稳定了诸如 AuSn 和 Au$_5$Sn 的块体相，并表现出随着温度升高由前者向后者的转变具有激活行为。AuSn 和 Au$_{5}$Sn 层的 XPS 价带谱与密度泛函理论计算吻合良好，表明它们具有文献报道的块体结构。然而，在 Au$_5$Sn 中观察到反位缺陷的影响。低能电子衍射研究表明，尽管 AuSn 层是有序的，但其顶表面在室温下是无序的。通过在升高温度下退火或沉积可获得表面有序，并且角分辨光电子能谱观察到色散能带。对于 ($\sqrt{3}$$\times$$\sqrt{3}$)R30$^{\circ}$ 相，电子型和空穴型能带均明显，而对于 p(3$\times$3)R15$^{\circ}$ 相，观察到近自由电子型抛物线表面态。