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Bildkraftinduzierte Oberflächenzustände

 

Die bildkraftinduzierten Zustände sind die zweite Klasse von Oberflächenzuständen. Sie sind aufgrund ihrer maximalen Aufenthaltswahrscheinlichkeit vor dem Festkörper Sonden für die Oberflächenbarriere des Festkörpers. Die fast freie Bewegung parallel zur Oberfläche macht diese Zustände zu einem Modellsystem zweidimensionaler elektronischer Strukturen. Experimentell können sie z.B. mit der Zwei-Photonen-Photoemission (2PPE) und der inversen Photoemission (IPE) beobachtet werden. 1984 wurden die Bildkraftzustände erstmals mit Hilfe der IPE nachgewiesen [DAG84, StH84]. Der geringe Überlapp der Wellenfunktion mit den Volumenbänder ließ geringe intrinsische Linienbreiten von einigen erwarten [EcP90]. Trotz der guten Energieauflösung von [SFS90] der 2PPE gelang es nicht, Spinaufspaltungen mit dieser Methode nachzuweisen, denn die Lebensdauerbreiten erwiesen sich als überraschend groß (FWHM für Ni(001) und FWHM für Ni(111), [SFS90, SFF93]). Nur die spinaufgelösten IPE-Spektren konnten den Nachweis über eine endliche Spinaufspaltung der Bildkraftzustände erbringen (Ni(001): , [SED92]; Ni(111): , [PaD92]).

Im vorherigen Abschnitt wurde erläutert, daß der kristallinduzierte Oberflächenzustand am Brillouinzonenrand der Co()-Oberfläche eine starke Spinaufspaltung zeigt. Die Spinaufspaltung ist hier zweimal größer als in Nickel [SED92, Don89]. Man kann daher erwarten, daß ein Bildkraftzustand der Co()-Oberfläche -sofern existent- ebenfalls eine höhere Spinaufspaltung zeigen würde.

Welche Voraussetzungen braucht man, um einen Bildkraftzustand zu beobachten? Aus dem Abschnitt 2.3 wird ersichtlich, daß ein reiner Bildkraftzustand nur in einer Bandlücke der Volumenbänder existieren kann. Nach den Bandstrukturrechnungen auf Seite gif dehnt sich diese Bandlücke am Zonenrand bis zu Energien von (Minoritätsbandkante) oberhalb der Fermienergie aus. Bei einer Austrittsarbeit von liegt damit die effektive Vakuumenergiegif von am Zonenrand innerhalb der Bandlücke. Damit bietet die Co()-Oberfläche ideale Voraussetzungen zur Untersuchung der Spinabhängigkeit von Bildkraftzuständen am Brillouinzonenrand [BSR94].





Bode Sven
Wed Sep 3 11:00:17 MET DST 1997