有序二氧化铈薄膜的制备与热稳定性研究

作     者：王国栋 陈长琦 孔丹丹 潘永和 潘海斌 朱俊发 Wang Guodong;Chen Changqi;Kong Dandan;Pan Yonghe;Pan Haibin;Zhu Junfa

作者机构：合肥工业大学机械与汽车工程学院真空科学与装备系合肥230009 中国科学技术大学国家同步辐射实验室合肥230029 

出 版 物：《真空科学与技术学报》 (Chinese Journal of Vacuum Science and Technology)

年 卷 期：2014年第34卷第5期

页      面：549-553页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(U1232102 11005113) 校博士学位专项资助基金项目(2011HGBZ1318) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(2013HGQC0031)资助 

主　　题：同步辐射 X射线光电子谱 低能电子衍射 有序二氧化铈 热稳定性 

摘      要：利用低能电子衍射、同步辐射光电子能谱和X射线光电子谱原位、系统地研究Ru（0001）单晶表面外延生长CeO2（111）薄膜表面形貌、电子结构、化学元素组成和热稳定性。在超高真空条件下和氧气氛（1.33×10^-5Pa）中,在Ru（0001）单晶衬底表面上热蒸发金属Ce,反应生成的CeO2薄膜呈外延生长。结果表明,高覆盖度条件下,生成的CeO2（111）薄膜是连续的,且完全覆盖衬底,只有1.4×1.4结构的衍射花样。在4.5 nm完全氧化的CeO2（111）薄膜价带谱中,3～8 eV之间展宽的谱峰归属于O 2p能级,其中,4.1和6.5 eV位置的2个谱峰分别对应于O 2p轨道与Ce 4f0和Ce 5d轨道形成的杂化态峰。当样品表面升温到700℃时,4.1 eV处的Ce^4＋（4f0）峰略微减弱,并且在1.6 eV处出现了Ce^3＋（4f1）峰,说明样品表面已经有部分Ce4＋转化成Ce3＋,发生了还原反应。若进一步提升样品的退火温度,则CeO2的还原程度也越高。