초록
내각준위 X선 광전자 분광법을 이용하여 Pt(111) 표면 위에 증착된 Fe 초박막의 산소 흡착에 대한 연구를 수행하였다. 6개 단층 이하의 두께를 갖는 Fe 초박막을 상온에서 산소에 노출시켜 산소 원자가 화학흡착된 것을 확인하고, 후열처리 과정에 따른 탈착 및 Fe층의 변화를 살펴보았다. 흡착된 산소 원자는 $600{\sim}700K$에서 부분적으로 탈착되고, 700 K 이상에서 Fe 원자들이 Pt 기판 안으로 섞여 들어감을 내각준위 스펙트럼 세기들로부터 알 수 있었다. Fe 원자들과 Pt 원자들 간의 섞임은 산소가 흡착되지 않은 경우와 거의 동일한 경향을 보였으며, 섞임에 의한 Fe-Pt 합금의 형성은 Fe $2p_{3/2}$ 광전자 스펙트럼의 속박에너지의 변화로부터 확인할 수 있었다. 탈착되지 않고 남은 산소의 양은 전체의 1/2로서 속박에너지가 $600{\sim}700K$ 사이에서 탈착된 산소보다 약 1.3 eV 커서 Fe층 위에 흡착된 산소들과는 다른 상임을 알 수 있었다. 이들 산소 원자는 1000 K에서야 탈착되었다.
We have studied the chemisorption of oxygen at room temperature on Fe layers deposited on Pt(111) substrates by using core-level X-ray photoelectron spectroscopy. It was found that the oxygen atoms are chemisorbed when the thickness of the Fe layers is not larger than 6 monolayers. Upon post-annealing, it was found that part of the chemisorbed atoms are desorbed at a temperature range 600 - 700 K, after which the intermixing between Fe and Pt atoms occurs. The overall trend of this intermixing was very similar to the Fe/Pt(111) surface without oxygen exposure. The remaining oxygen adatoms, the amount of which is about a half of the total, were found to be eventually desorbed from the surface upon post-annealing at 1000 K. The binding energy of this phase was higher than that of the oxygen atoms desorbed at lower temperatures by 1.3 eV.