低能电子衍射

低能电子衍射(LEED)，是将能量为5～500eV范来自围的单色电子入射于样品表面,通过电子与晶体相互作用,一部分电子以相干散射的养意矿肥形式反射到真空中，所形成的衍射束进入可移动的接收器进行强度测量360百科，或者再被加速至荧光屏，给出可观察的衍射图像。

• 中文名 低能电子衍射引
• 外文名 LEED
• 引用技术 表面分析技术
• 原理 (ki)〃－k〃＝Gi

定义

　　低能电子衍射(LEED)，是将能量为5～500eV范围的单色电子入射于样品表面,通过电子与晶体相互作用,一部分电子以相干散射的形式反射到真空中，所形成的衍射束进入可移动的接收器进行强度测量，或者再被加速至荧光屏，给出可观察的衍射图像。

低能电子衍射

图简介

　　第一栅接地，使衍菜茶跳还射电子自由飞过样品和栅之间的空间；第二栅加几十伏负电压，可滤去非弹性散射电子。荧光屏施加千伏高压，使电来自子有足够的能量激发荧光物质。由于物质对电子的散射比对 X射线的散射强很多，使低能电子具有很高的表面灵敏度。虽然在1927年C.J.戴维孙和L.H.革末发现了LEED，但因多重散射带来了技术上和理论上的复杂性，使低能衍射的实际应用推迟了40年。直到70年代以后，在超高真空技术发展的基础上，才使此技术获得新生。

　　低能电子衍射图样给出晶体表面倒易空间的晶网像，或者说直接给出晶体倒易点阵的一个二维截面（360百科见表面结构），它可以在一个二维模型基础上运用衍射的运动学理论加以解释（见衍射动力学理论）。一个无限大的二维晶体，其倒易点阵是垂直于二维晶面的倒易棒所形成之阵斗威眼抗贵抗实超眼列,如图2所示。平行于此晶面的入射波矢k〃与散射波矢(ki)〃之差等于此晶面的二维秋群六击家点胜台富倒易点阵矢量Gi，即有

　　(ki)〃－k〃＝Gi时,

　　满足衍射加强条件。故于图2中以入射波矢k 为半径作一球（称为厄瓦耳球），球与倒易棒的交点，即给出衍射束的波矢ki。在相应的正空间中，

低能电子衍射

　　衍射加强条件就原养调吧顶经华是布喇格公式 a sin φ＝hλ，b sin φ┡＝kλ，

　　式中a、b为二维平移矢量的长度。从衍红烧帮射图可以确定表面平移矢量As、Bs,研究各种类型的表面有序结构,给出相应的材从圆各快皇游妈察持限空间群（见表面结构）。

衍射强度

　　分析是利用LEED确定表面单胞内原子位置的核心问题。由于慢电子的动能与晶体中散射势相近,通常处理高能电子衍射的运动学理论或修正的运动学理论不能用于低能电子衍射。理论计算与实验数据的比较表明，分析低能电子在晶体中的行为，必须考虑晶体中原子、电子及声子与它的相互作用，以及低能电来自子在晶体中所受的多每刑研重散射。将所有这些相互作用表示成为一个有效势V(r)，低能电子的哈密顿360百科量即写为 H＝Ho＋V(r)，

　　Ho为入射电子动能。这就将多体问题归结为求解单电子薛定谔方程： Hψ＝Eψ 。

　　待求的衍射强度等于本征波函数的模的二次方|ψ|。顶争其鲁笔更哥现代低能电子衍射理论分析很多就是从多重散射格林函数方法出发，对具体散射过程作各种模型假设，权蒸维列操粮防愿发展了若干行之有效的方法，如KKR法、贝基T－矩阵法、重正化向前散射法、双层法、链方法及其他微扰法。低能衍射技术已推广到研究表面缺陷、二维相变，其理论分析方法也为其他的表面分析技术所借鉴。

　　低能电子衍射仪常与多种表面分析仪联用，综合地分析各种金属、半导体的清身发封千时根出洁表面与吸附表面的元素充耐边孔规白送更差组成和表面原子结构。

低能装置

SPECTALEED

SPECTALEED

　　视军诉参SPECTALEED是很早就商业化的LEED装置。经过十余年的生产研发经验的积累，SPECTALEED已经发展成为具有优秀问训海度含毫的性能、极佳的稳定性和丰富的软件的LEED装置，而且衍生出了一系列其它LE拉ED型号。

　　●电子束能量范围0~3500eV

　　●可视角度达102度

　　●可选配AES功能，能量分辨率好于0.5%FW慢北千承史术要坚种害HM

　　●可选VideoLEED对LEED图形进行采集和分析，以及I(V)、I(t)分杀机须统确后析

　　●可选W-Th灯丝或LaB6灯丝

MCP-LEED

MCP-LEED

　　MCP-LEED采用了高灵敏度的多通道板设计，专门用于要求极低的一次电子束流的分析中，例如敏感材料、绝缘体等。

　　●极低的一次电子束流，0.1~30nA

　修继　●最多两级多通道板

　　●可视角度达70度

　　●极低的噪声水平和极高的稳定性

SPA-L是室计希响结怕EED

SPA-LEED

　　SpotProfileAnalysis(SPA-LEED)由汉诺威大学的Henzler教授及其研究组所发明。SPA-LE养企头科须置块帮ED不仅可以实现普通LEED的功能，而且可以通过对每一个LEED斑点形状、宽度的准确、定量分析，获得更详细改如套声场判余的表面结构信息。SPA-LEED可以用于分析单晶表面缺陷、小面、台阶、水平方千永重顾土金入急关向或垂直方向粗糙度、以及相变等领域。

　　●极高的k空间分辨率，95.4eV时传输宽度大于1000Å

　　●极宽的束流范围，500pA~10μA，使用于多种样品

　　●角度分辨率好于0.1°

　　●偏转真备激食衡类扫描±30°，可员才方视角度±11°

参考书目

　　C.J. Davisson and L.H. Germer, Physical Review,Vol. 30,p.705,1927.

　　J. B. Pendry, Low Energy Electron Diffractionand Its App非左红照相应陈易现变lication to Determination of Surface Structure, Academic Press, London, 1974.