通过铯吸附和插层修饰铱(111)基底上六方氮化硼的几何与电子结构

摘要： 外延生长的六方氮化硼(hBN)在Ir(111)基底上会因碱金属原子的吸附与插层作用发生显著改变。从几何结构看，插层作用使二维层状结构脱离基底，并减弱了与金属基底直接接触产生的特征性起伏。此外，带电粒子在hBN层附近的聚集会强烈改变其电子结构（价带和芯能级）。我们采用扫描隧道显微镜、低能电子衍射、X射线光电子能谱(XPS)及X射线驻波技术，研究了Cs吸附与插层引发的原子结构变化。 根据制备条件，碱金属原子可能以有序或无序方式存在于hBN层的顶部或底部。吸附态Cs不会显著改变hBN/Ir(111)的形貌，而插层Cs则能使二维片层解耦并消除其起伏结构。XPS和角分辨光电子能谱显示，电子态向更高结合能方向移动，且这种偏移随吸附/插层Cs密度增加而增强。在最致密相中，Cs同时以插层和吸附形式存在于hBN上，使六方氮化硼的电子态移动达3.56 eV。由于该偏移不足以使导带低于费米能级，其电子带隙必然大于5.85 eV。