界面俄歇电子谱峰形分析项目摘要

界面研究的一个基本方面，是探讨界面原子和化学态和电子态。它包括不同元素原子间的成键状况和局域电子态，在各种电子能谱中，只有俄歇电子谱因其俄歇电子出射过程的高度局域性而可以得到界面各个深度剖面的上述信息。我们发展了俄歇电子谱的谱峰数据处理和分析技术，并辅以因子分析（Factor analysis）法，得到了半导体元素原子间成键信息和价电荷转移量，此项研究结果有推广普遍意义，以GaAs/Si为例 ，发现界面处Si 有两种化学态。一部份Si原子与As原子键合，并有0.3个P电子转移至As原子上，它的局域电子态密度幅值明显下降。而其他Si原子则保持纯元素Si-Si键 。Ga不与Si成键。上述研究为美国写稿人评述为新结果。多个国家来函索文。

俄歇电子谱 是俄歇电子信号 N(E)随其动能 E的分布。有两种表达方式，分别为直接谱和微分谱。

俄歇电子直接谱 N(E)～ E

对于直接谱而言，此时俄歇电子信号 N(E)以背景之上的俄歇电子峰的高度或俄歇峰所覆盖的面积表示。谱图保留了丰富的化学信息，随着弱信号测量技术的进步和高能量分辨俄歇电子谱仪的应用，此种测量方式日益受到重视。

俄歇电子微分谱 dN(E)/dE ～ E

在微分谱中，dN(E)/dE 为俄歇电子信号对能量的一次微分，此时俄歇电子信号强度以微分谱的正、负峰的峰与峰的高度差表示，常称为峰-峰值。

当一束单色能量的电子束入射某样品时，则从该样品发射出具有不同能量的出射电子。出射电子按其能量分布的曲线有如下特征：在入射电子能量处有一尖锐的峰称弹性反射峰。在0 ～ 50eV 处有一宽峰 ,它是由入射电子经多次非弹性散射的二次电子组成。在上述两者之间存在着十分微弱的，叠加于背景信号上的小峰，其中包含有俄歇电子的信号。俄歇电子的发射过程是一种激发态电离原子的非辐射的退激发过程。对固体样品而言，俄歇电子发射过程如下（如图1），当有外来辐射、即入射电子束(大多数实用情况)或 X 射线(个别情况)作用样品时,一个电子从原子内壳层轨道(K)出射(电离)，其留下的空位立即被较外壳层(L₁)的电子填充 , 在此过程中多余的能量可以通过发射特征 X 射线释放(荧光过程)，或交给另一壳层轨道(L₂,₃₎上的电子 ,使其从原子出射 。此即为俄歇跃迁过程，其出射的电子称俄歇电子。

因为俄歇电子的能量 E_K 是由相应的三个能级的电子结合能决定的, 而后者是代表元素原子种类特征，因此原则上测得 E_K 即可判定元素之种类，关键是要测出俄歇电子N(E)随能量(E)的分布，即N(E)～ E 曲线, 或称为俄歇谱。俄歇谱可以由一个或多个俄歇峰组成, 每个俄歇峰对应每一个特定的俄歇跃迁过程 。用以测录俄歇谱的设备为俄歇(电子)谱仪。在实际工作中 , 以测录的俄歇谱和标准手册提供的图谱，通过一定的方法，以判定原子的种类和浓度。

俄歇电子能谱仪，是根据分析俄歇电子的基本特性所得到材料有关表层化学成分的定性或定量信息的仪器。主要应用于表层轻微元素分析。今年来，由于超高真空（