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0绪论1

0.1内容限定3

0.2表面对纳米电子结构的影响3

0.3占有态与未占有态4

0.4纳米材料电子结构的过渡特征及簇的桥梁作用4

0.5理论对纳米电子结构分析的支持5

参考文献7

1纳米材料电子结构的特点8

1.1材料电子结构概述8

1.1.1 Bloch波函数8

1.1.2 k空间与能带结构9

1.1.3 Fermi能EF及Fermi分布函数F（E）10

1.1.4状态密度11

1.2表面电子态13

1.2.1金属表面电子隧穿效应14

1.2.2半导体表面能带弯曲16

1.2.3金属氧化物表面缺陷及电子结构20

1.3金属纳米簇电子结构23

1.3.1纳米簇电子结构的过渡特性24

1.3.2电子受限尺度26

1.3.3势阱与电子能级27

1.3.4尺寸与维数对纳米电子结构参数的影响28

1.3.5金属纳米簇质谱图与Jellium模型33

1.3.6“魔数”与纳米簇结构周期表37

1.3.7金属纳米簇电离势43

1.3.8金属纳米簇价带结构47

1.3.9金属纳米簇极化率52

1.3.10纳米簇质谱与Jellium模型适用性评估54

1.3.11金属纳米粒子电中性及Coulomb阻塞59

1.3.12簇尺寸诱导金属-绝缘体过渡63

1.3.13金属纳米粒子之间的单电子传输64

1.4半导体纳米粒子的电子结构67

1.4.1基本概念与几个相关参数67

1.4.2纳米Si电子结构71

1.4.3 Si纳米粒子的电子结构PES测定73

1.4.4化合物半导体纳米粒子的电子结构75

1.4.5激子77

1.5纳米有机聚合物电子结构80

1.5.1有机分子电子结构及PES谱80

1.5.2聚乙炔分子结构及导电机制81

1.5.3 trans-（CH）xUPS测定84

参考文献85

2纳米材料表面电子结构表征方法89

2.1引言89

2.1.1电子结构的完整表述89

2.1.2电子结构表征方法概述90

2.2 X射线光电子谱（XPS）101

2.2.1原激发过程与XPS谱102

2.2.2化学位移与占有态结构104

2.2.3终态效应与电子结构111

2.2.4 XPS价带谱120

2.2.5表面原子内能级物理位移133

2.3紫外光电子谱138

2.3.1价电子结构与紫外光电子谱138

2.3.2角分辨紫外光电子谱测量141

2.3.3表面态与UPS谱144

2.3.4 UPS测量时的几个问题147

2.4自旋极化光电子谱150

2.4.1方法简介150

2.4.2铁磁性材料极化率151

2.4.3非磁性材料极化率153

2.5两光子光发射谱156

2.5.1分子-电极界面157

2.5.2 2PPE工作原理158

2.5.3 2PPE实验观测量160

2.5.4 2PPE实验装置简介161

2.5.5界面电子结构与2PPE谱162

2.6反光电子谱167

2.6.1反光电子发射实验168

2.6.2表面想象势态170

2.6.3 Ge能带结构的完备表征171

2.6.4 CO分子吸附态172

2.6.5金属-半导体界面态173

2.7 X射线吸收谱174

2.7.1固体中X射线吸收和发射174

2.7.2近边X射线吸收精细结构谱175

2.7.3 NEXAFS实验180

2.7.4 NEXAFS谱与空态结构182

2.8固体拉曼光谱简介195

2.8.1拉曼光谱基本原理196

2.8.2激光拉曼谱仪200

2.8.3数据分析和RS阐释201

参考文献205

3碳质纳米材料表面电子结构表征212

3.1碳质纳米结构家族212

3.2碳质薄膜特征与sp2、sp3杂化键分析214

3.2.1拉曼光谱法215

3.2.2 XPS分析218

3.2.3占有与未占有电子态SXEA测定222

3.3 a-C：H薄膜状态密度与sp 2杂化碳原子空间结构224

3.3.1 a-C ∶ H薄膜结构的复杂性与电子态224

3.3.2 a-C电极中C—H和C—O键问题227

3.4 a-C薄膜中sp杂化键230

3.4.1 a-C膜中sp杂化键测定230

3.4.2 a-C膜中sp杂化键的稳定性231

3.5石墨电子结构236

3.5.1基础知识236

3.5.2单晶石墨能带结构ARUPS测量238

3.5.3 C KVV俄歇线形与层间轨道相互作用240

3.5.4结构缺陷与电子传输244

3.5.5石墨带宽248

3.5.6石墨C sp2键修正与X射线吸收谱251

3.5.7石墨π态密度与CK边XANES谱256

3.6类金刚石薄膜电子结构综合表征257

3.6.1 EELS分析258

3.6.2 XPS分析261

3.6.3 D参数法262

3.6.4 NEXAFS分析263

3.6.5 UPS分析264

3.7金刚石薄膜几个电参数分析266

3.7.1表面电阻率与拉曼谱267

3.7.2逸出功与SKPM分析268

3.7.3掺硼金刚石半导体氘化与传导特性转换274

3.8富勒希电子结构表征277

3.8.1 C60构型及其分子固体结构简介278

3.8.2几个原型富勒希分子固体UPS/EELS分析285

3.8.3杂原子富勒希电子结构测定291

3.8.4插入金属富勒希电子结构测定295

3.9碳纳米管312

3.9.1碳纳米管几何结构及其特征参数312

3.9.2单壁碳纳米管的电子结构及传输特性315

3.9.3单壁碳纳米管电子结构测定318

3.9.4化学修筛SWCNT电子结构329

参考文献330

4纳米异质界面电子结构分析341

4.1有机分子膜／金属界面电子结构341

4.1.1界面电子结构类型341

4.1.2界面电子结构UPS分析346

4.1.3界面电子结构UPS与IPES组合分析349

4.1.4有机分子／金属界面2PPE分析351

4.2 SiO2 /Si界面电子结构分析353

4.2.1 SiO2/Si界面化学结构表征353

4.2.2 SiO2 /Si界面电子结构表征355

4.2.3界面电子结构参数与SiO2膜介电常数360

4.3负载金属纳米粒子的电子结构分析364

4.3.1负载金属簇界面电子结构光发射分析364

4.3.2负载金属簇局域状态密度STM/STS分析369

4.3.3负载金属簇电子受激时的尺寸效应373

4.3.4强金属载体相互作用（SMSI）分析374

4.4双金属表面电子结构分析387

4.4.1单层双金属样品制备及分析条件387

4.4.2 Ni/Pt（111）模型样品表面结构表征388

4.4.3表面d带中心391

4.4.4 Ni/Pt（111）电子结构与表面化学393

4.5纳米薄膜量子尺寸效应与光发射谱396

4.5.1引言396

4.5.2晶格匹配Ag/Au （111）和Au/Ag（111）体系398

4.5.3晶格失配界面光发射测量401

4.5.4原子平整界面光发射谱402

参考文献404

5纳米半导体光电性质尺寸效应分析410

5.1纳米Si带隙量子尺寸效应补充说明411

5.2 Ⅲ-Ⅴ族半导体量子点尺寸效应分析415

5.2.1 InAs量子点带隙与尺寸关系416

5.2.2 InGaAs量子点带隙尺寸效应和合金化418

5.2.3 InAs量子点逸出功KFM测量422

5.2.4含InP量子点InGaP/GaAs异质体系电子结构表征424

5.3 Ⅱ -Ⅵ族化合物半导体纳米晶尺寸效应分析428

5.3.1 CdSe纳米晶光学特性尺寸效应428

5.3.2 CdTe纳米晶电子结构XES分析433

5.3.3 CdS/CdTe界面价带补偿XPS分析436

5.3.4 CdS纳米晶带结构尺寸效应441

5.4 Cu2 S纳米棒的电子结构PD-XAS分析455

参考文献461