Surface plasmon excitations from Al(111)-11 surface studied by reflection high-energy positron diffraction

反射高速陽電子回折によるAl(111)-11表面における表面プラズモン励起の研究

深谷 有喜   ; 河裾 厚男; 一宮 彪彦

Fukaya, Yuki; Kawasuso, Atsuo; Ichimiya, Ayahiko

最近、高速の電子ビームを結晶表面に低視射角で入射させた時に生ずる表面プラズモン励起の研究が行われ始めた。しかし、陽電子による表面プラズモン励起過程はほとんどわかっていない。陽電子は、結晶表面に対して浅い角度で入射すると全反射を起こす。したがって、陽電子による表面プラズモン励起過程は電子とは異なると予想される。本研究では、理想的な自由電子系であるアルミニウム単結晶表面からの全反射した陽電子のエネルギー損失スペクトルを測定した。測定したスペクトルには、約12eV間隔で現れる5つの明瞭な損失ピークが観測された。アルミニウムの表面プラズモンエネルギーは11.3eVであるので、これら一連の損失ピークは表面プラズモンの多重励起に対応する。エネルギーを損失していない弾性散乱ピークは小さく、3回表面プラズモンを励起した損失ピークが最も強いことがわかった。解析の結果、アルミニウム表面における表面プラズモンの平均励起回数は2.8回であることがわかった。全反射した陽電子は結晶の最表面近傍を飛行することにより、結晶の電子による遮蔽効果を受けにくい。したがって、結晶表面と相互作用する距離が伸びることにより、表面プラズモンの励起回数が増大したと考えられる。

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