Ar 離子轟擊CeO2-x(111)薄膜的共振光電發射研究

王國棟1 陳長琦1 孔丹丹2 潘海斌2 朱俊發2

(1.合肥工業大學 機械與汽車工程學院真空系 合肥 230009;2.中國科學技術大學 國家同步輻射實驗室 合肥 230029)

　　摘要：利用X-射線光電發射譜和同步輻射共振光電發射譜研究了外延生長的CeO2-x(111)薄膜在Ar 離子轟擊作用下電子態結構的變化。外延生長的CeO2-x(111)薄膜與文獻報道的完全氧化的二氧化鈰薄膜一致，Ar 離子轟擊誘導了氧化態CeO2-x 薄膜電子態結構的變化，導致薄膜表面部分Ce4+被還原成Ce3+。

　　當光子能量在Ce 4d→4f 激發閾值范圍內，共振光電發射譜能清晰的分辨出Ce4f 能級電子對價帶譜的貢獻。還原態CeO2-x(111)薄膜的共振光電發射譜分別在121.5 和124.5 eV 光子能量入射時出現了激發極值。121.5 eV 光子能量激發了Ce3+的Ce4f1 能級中電子的共振發射，而124.5 eV 光子能量激發了Ce4+的Ce4f0 能級中電子的共振發射。隨著離子轟擊時間的增加，還原態Ce3+的強度逐漸增大，并在濺射15 min 后達到了一個相對穩定值。

　　Ce4f 能級共振光電發射的相對強度比值，DCe3+/DCe4+,可有效的監控Ce3+和Ce4+的相對強度。由此可見，在Ar 離子轟擊過程中，共振光電發射是極其有利的測試方法來分析CeO2-x 的氧化還原過程。

　　關鍵詞：Ar 離子轟擊 共振光電發射譜 CeO2-x 薄膜 DCe3+/DCe4+