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新しいX線光電子分光理論によるプラズモン励起機構の解明

利用新的X射线光电子能谱理论阐明等离激元激发机制

基本信息

批准号：
11J03465
负责人：
風間美里
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J03465/
关键词：
光電子分光プラズモン光電子回折弾性散乱

项目摘要

金属や半導体などのX線光電子スペクトル(XPSスペクトル)に現れるプラズモンサテライトピークには顕著な光電子回折効果が実験的に観測されてきたにもかかわらず、これまで計算でその効果を考慮することができなかった。本研究では光電子がプラズモンを励起する前後で周囲原子から受ける弾性散乱の効果を完全に考慮できる量子ランダウ公式を用いて第一プラズモンピークを計算し、弾性散乱、光電子回折効果を考慮したうえで(1)プラズモンピークの形状、(2)3つのプラズモン励起過程:Intrinsic,Extrinsic,そしてそれらの干渉項の相対的重要性を議論することを目的とした。これらの研究により散乱を無視した従来の計算の評価とプラズモン励起機構の包括的理解を目指した。Al(001)面から2s光電子が320eVのX線により励起されて垂直に出射する場合に光電子強度の深さ分布を計算したところ、散乱を無視した場合には表面から約15層のところで強度が0に収束するのに対し、無限回の弾性散乱を考慮すると光電子回折効果により7層目で十分な収束が得られることが分かった。その結果として、最終的な(実験で観測されるスペクトルに対応する)計算スペクトルで、表面プラズモンピークのバルクプラズモンピークに対する相対的重要性は、弾性散乱を考慮した場合により高くなった。光のエネルギーを200eVに変えると、最終的なスペクトルの形状は散乱を入れた場合と入れない場合でほとんど差が見られなかったが、深さ分解したスペクトルには大きな差が見られており、やはり弾性散乱が重要であることが分かった。他にもNa,Liでエネルギーを変えながら計算を行った。光電子回折効果により深さ分布が大きく変化しうること、そして光電子強度のエネルギー依存性に振動が生じることから、結果として表面・バルクプラズモンピークの強度比や、ピークに占めるIntrinsic・Extrinsic過程の寄与が大きく変化しうることが分かった。このことからプラズモン励起過程の正しい理解のためには弾性散乱を含めた計算が非常に重要であることが分かった。

Metal semiconductor X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) has been developed to measure and calculate the effects of X-ray photoelectron reflection. In this study, the effects of cyclic atomic scattering and photoelectron reflection are fully considered before and after the excitation of photoelectrons. The importance of the correlation between the Intrinsic,Extrinsic, and additive terms is discussed. This study focuses on the evaluation and evaluation of future calculations, including the understanding of excitation mechanisms. In the case of Al(001) plane, the intensity distribution of photoelectrons is calculated according to the X-ray excitation and vertical emission. In the case of surface plane, the intensity distribution of photoelectrons is calculated according to the X-ray excitation and the vertical emission. In the case of surface plane, the intensity distribution of photoelectrons is calculated according to the X-ray excitation and the vertical emission. In the case of surface plane, the intensity distribution of photoelectrons is calculated according to the X-ray excitation and the vertical emission. In the case of surface plane, the intensity distribution of photoelectrons is calculated according to the X-ray excitation and the vertical emission. The results of the calculation are as follows: (1) the final result is as follows: (2) the calculation is as follows: (3) the relative importance of the surface is as follows: (4) the relative importance of the surface is as follows: (5) the relative importance of the surface is as follows: (6) the relative importance of the surface is as follows: (7) the relative importance of the surface is as follows: The light is generated at 200eV, and the shape of the light is scattered. He is the founder of the company. The photoelectron reflection effect has a deep distribution, and the photoelectron intensity depends on the vibration. As a result, the intensity ratio of the photoelectron reflection effect has a large distribution, and the Intrinsic and Extrinsic process has a large distribution. The process of excitation is very important to understand and calculate.