THE Mg 2p CORE-LEVEL IN Zn₂Mg*
V. Karpus^a, A. Suchodolskis^a, and S. Brühne^b
aSemiconductor Physics Institute, A. Goštauto 11, LT-01108 Vilnius, Lithuania, and
Faculty of Fundamental Sciences, Vilnius Gediminas Technical University, Saulėtekio 11, LT-10223 Vilnius, Lithuania
E-mail: karpus@pfi.lt
^bPhysikalisches Institut, J. W. Goethe-Universität, Max-von-Laue-Str. 1, D-60438 Frankfurt am Main, Germany

Received 12 June 2007; revised 14 September 2007; accepted 21 November 2007

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 Δ_s–o = 0.28 eV, and the lifetime broadening γ = 0.06 eV, are comparable to their values determined previously for pure crystalline Mg.

Keywords: intermetallic compounds, photoemission spectroscopy, shallow core-levels

Mg 2p ATOMINIS LYGMUO Zn₂Mg
V. Karpus^a, A. Suchodolskis^a, S. Brühne^b
aPuslaidininkių fizikos institutas, Vilnius, Lietuva
^bJ.V. Gėtės universiteto Fizikos institutas, Frankfurtas prie Maino, Vokietija

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 hν = 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 sąlygotas išplitimas 0,06 eV – yra artimi šių parametrų vertėms kristaliniame magnyje. Didėjant fotonų energijai, hν > 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 ε_kin, atskleista Zn₂Mg elektronų neelastinio vidutinio laisvojo kelio λ(ε_kin) priklausomybė, kuri gerai dera su literatūroje randamomis elementariųjų kristalų λ vertėmis.