Ar离子轰击CeO_2-x（111）薄膜的共振光电发射研究

【作者】 王国栋； 陈长琦； 孔丹丹； 潘海斌； 朱俊发；

【机构】 合肥工业大学机械与汽车工程学院真空系； 中国科学技术大学国家同步辐射实验室；

【摘要】 利用X-射线光电发射谱和同步辐射共振光电发射谱研究了外延生长的CeO2-x(111)薄膜在Ar离子轰击作用下电子态结构的变化。外延生长的CeO2-x(111)薄膜与文献报道的完全氧化的二氧化铈薄膜一致,Ar离子轰击诱导了氧化态CeO2-x薄膜电子态结构的变化,导致薄膜表面部分Ce4+被还原成Ce3+。当光子能量在Ce4d→4f激发阈值范围内,共振光电发射谱能清晰的分辨出Ce4f能级电子对价带谱的贡献。还原态CeO2-x(111)薄膜的共振光电发射谱分别在121.5和124.5eV光子能量入射时出现了激发极值。121.5eV光子能量激发了Ce3+的Ce4f1能级中电子的共振发射,而124.5eV光子能量激发了Ce4+的Ce4f0能级中电子的共振发射。随着离子轰击时间的增加,还原态Ce3+的强度逐渐增大,并在溅射15min后达到了一个相对稳定值。Ce4f能级共振光电发射的相对强度比值,DCe3+/DCe4+,可有效的监控Ce3+和Ce4+的相对强度。由此可见,在Ar离子轰击过程中,共振光电发射是极其有利的测试方法来分析CeO2-x的氧化还原过程。更多还原