Рентгеновская фотоэмиссионная спектроскопия манганата La0,5 Pr0,2 Ca0,3 MnO3
Аннотация
Работа посвящена исследованию электронной структуры манганитов La0.5Pr0.2Ca0.3MnO3 методом XPS и резонансной фотоэмиссии.
В ходе работы освоены особенности программы Casa XPS, способы построения спектров, описание существующих спектров. На примере монокристалла La0.5Pr0.2Ca0.3MnO3 проанализированы основные возможности программы Casa XPS, выполнен анализ экспериментальных спектров. Установлены вклады различных состояний в валентный спектр монокристалла La0.5Pr0.2Ca0.3MnO3.
Анализ рентгеновских фотоэмиссионных спектров монокристалла и поликристалла La0.5Pr0.2Ca0.3MnO3 показал, что в случае поликристаллического образца имеется большой фон неупругих потерь, который связан с наличием большего количества О и С в образце. Из-за окисленной поверхности (без скола) наблюдается слабое отношение сигнал / шум. Это говорит о том, что использование монокристаллов и скола необходимо, для получения максимально достоверных результатов.
Метод резонансной фотоэмиссионной спектроскопии (RXPS) позволяет выделить парциальные вклады состояний в валентной полосе, что очень важно при исследовании электронной структуры многокомпонентных систем. При использовании обычной XPS, можно получить только валентную полосу без определения положения компонентов исследуемой системы, в которой все состояния перемешаны. Анализ данных, полученных в резонансном режиме, будет полезен при проведении расчетов электронной структуры многокомпонентных систем, содержащих редкие земли и 3d-элементы.
Исследовано влияние f- и d-элементов на формирование электронной структуры в LaPrCaMnO3. Если энергия фотонов достигает порога возбуждения внутреннего уровня атома, то появляется дополнительный (и очень мощный!) канал фотоэмиссии электронов из валентной полосы (ВП). Реализуется процесс второго порядка: в результате поглощения фотона электрон с внутреннего уровня переходит в полосу проводимости, а затем он возвращается на внутренний уровень с выбросом валентного электрона за счет сильного кулоновского взаимодействия, которое значительно сильнее прямого поглощения рентгеновского излучения нелокализованными валентными состояниями. Процесс второго порядка усиливает фотоэмиссию из ВП в десятки раз (в элементах с незаполненными 4f- или 3d-оболочками), а может вообще отсутствовать. Все определяется временем жизни возбужденного электрона на родительском атоме.
В ходе работы освоены особенности программы Casa XPS, способы построения спектров, описание существующих спектров. На примере монокристалла La0.5Pr0.2Ca0.3MnO3 проанализированы основные возможности программы Casa XPS, выполнен анализ экспериментальных спектров. Установлены вклады различных состояний в валентный спектр монокристалла La0.5Pr0.2Ca0.3MnO3.
Анализ рентгеновских фотоэмиссионных спектров монокристалла и поликристалла La0.5Pr0.2Ca0.3MnO3 показал, что в случае поликристаллического образца имеется большой фон неупругих потерь, который связан с наличием большего количества О и С в образце. Из-за окисленной поверхности (без скола) наблюдается слабое отношение сигнал / шум. Это говорит о том, что использование монокристаллов и скола необходимо, для получения максимально достоверных результатов.
Метод резонансной фотоэмиссионной спектроскопии (RXPS) позволяет выделить парциальные вклады состояний в валентной полосе, что очень важно при исследовании электронной структуры многокомпонентных систем. При использовании обычной XPS, можно получить только валентную полосу без определения положения компонентов исследуемой системы, в которой все состояния перемешаны. Анализ данных, полученных в резонансном режиме, будет полезен при проведении расчетов электронной структуры многокомпонентных систем, содержащих редкие земли и 3d-элементы.
Исследовано влияние f- и d-элементов на формирование электронной структуры в LaPrCaMnO3. Если энергия фотонов достигает порога возбуждения внутреннего уровня атома, то появляется дополнительный (и очень мощный!) канал фотоэмиссии электронов из валентной полосы (ВП). Реализуется процесс второго порядка: в результате поглощения фотона электрон с внутреннего уровня переходит в полосу проводимости, а затем он возвращается на внутренний уровень с выбросом валентного электрона за счет сильного кулоновского взаимодействия, которое значительно сильнее прямого поглощения рентгеновского излучения нелокализованными валентными состояниями. Процесс второго порядка усиливает фотоэмиссию из ВП в десятки раз (в элементах с незаполненными 4f- или 3d-оболочками), а может вообще отсутствовать. Все определяется временем жизни возбужденного электрона на родительском атоме.