The Mg 2p core-level in Zn2Mg

Abstract

We present a synchrotron radiation photoemission (PE) spectroscopy study of the Mg 2p shallow core-level in Zn2Mg Laves phase. The PE measurements were performed on in situ cleaved single-grain samples at 10(-10) mbar pressure and low, 90-100 K, temperature. Analysis of Mg 2p PE spectra indicates the surface shift of the core-level of -0.12 eV. Parameters of the bulk component of Mg 2p level, the binding energy of 49.98 eV, the spin-orbit splitting ∆s-o = 0.28 eV, and the lifetime broadening γ = 0.06 eV, are comparable to their values determined previously for pure crystalline Mg.

Magnio dicinkas yra heksagoninis Laves fazės kristalas, kurio atominė sudėtis ir atomų išsidėstymas yra panašūs kaip paviršiuje centruotuose ikosaedriniuose fci-ZnMgRE kvazikristaluose. Pateikti Zn2Mg atominio Mg 2p lygmens fotoemisinių (PE) matavimų ir teorinio modeliavimo rezultatai, atskleidžiantys paviršinį lygmens poslinkį. Fotoemisiniai tyrimai buvo atlikti sinchrotroninės spinduliuotės laboratorijoje MAX-lab (Lundas) BL31 fotoelektroniniu mikroskopu. Monokristaliniai Zn2Mg bandiniai buvo nuskelti ir PE matavimai atlikti ypač didelio vakuumo, 10(-10) mbar, ir žemos temperatūros, 90-100 K, aplinkoje. Skiriamoji naudotos aparatūros geba 0,07-0,25 eV, tirtas spektrinis intervalas hv = 60-130 eV. Eksperimentiniai Mg 2p lygmens PE spektrai, išmatuoti esant santykinai mažoms, hν ≈ 60 eV, fotono energijoms, demonstruoja akivaizdžiai išreikštą s-o dubletinę lygmens sandarą. Lygmens parametrai - ryšio energija 49,98 eV, s-o suskilimas 0,28 eV ir baigtinės gyvavimo trukmės sąalygotas išplitimas 0,06 eV - yra artimi šių parametrų vertėms kristaliniame magnyje. Didėjant fotonų energijai, hv > 60 eV, Mg 2p PE linijos spektrinė forma kinta. Spektrų analizė rodo, kad PE atsaką sudaro du s-o dubletai, atitinkantys tūrinį ir paviršinį Mg 2p lygmens sandus. Nustatytas paviršinis lygmens poslinkis yra -0,12 eV. Analizuojant tūrinio ir paviršinio s-o dubletų intensyvumų santykio priklausomybę nuo kinetinės elektronų energijos εkin, atskleista Zn2Mg elektronų neelastinio vidutinio laisvojo kelio λ(εkin) priklausomybė, kuri gerai dera su literatūroje randamomis elementariųjų kristalų λ vertėmis.