HAL Id: jpa-00223538
https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00223538
Submitted on 1 Jan 1983
HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.
L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.
ELLIPSOMETRIC STUDY OF OXYGEN ON A Ag(110) SURFACE AROUND THE PLASMA
FREQUENCY OF SILVER
K. Kempa, F. Forstmann, R. Kötz, B. Hayden
To cite this version:
K. Kempa, F. Forstmann, R. Kötz, B. Hayden. ELLIPSOMETRIC STUDY OF OXYGEN ON
A Ag(110) SURFACE AROUND THE PLASMA FREQUENCY OF SILVER. Journal de Physique
Colloques, 1983, 44 (C10), pp.C10-393-C10-393. �10.1051/jphyscol:19831080�. �jpa-00223538�
JOURNAL DE PHYSIQUE
Colloque CIO, supplement au n°12, Tome 44, decembre 1983 page C i 0 - 3 9 3
ELLIPSOMETRIC STUDY OF OXYGEN ON A A g ( l i o ) SURFACE AROUND THE PLASMA FREQUENCY OF SILVER
K. Kempa, F . F o r s t m a n n , R. K o t z * and B . E . Hayden*
Fveie UniversitSt Berlin, Faohbepeioh Physik WE5, Arnimallee 14, D-1000 Berlin 33, F.R.G.
Frits-Haber-Inst. der MPG, Berlin, F.R.G.
Résumé - L'analyse des données d'ellipsométrie spectroscopique sur 1'adsorption d'oxygène sur l'argent par les méthodes standard conduit à des résultats peu plau- sibles si on t r a v a i l l e dans le domaine de fréquence au voisinage de la fréquence de plasma de l'argent (fiup = 3,8 eV). Habituellement, l'analyse donne deux solutions possibles pour e(u) = er(u)+ie^ (eu) de la couche d'adsorbat. Au voisinage de u>p, on obtient pour cette couche, soit une partie réelle er négative au-dessus de mp, ce qui voudrait dire que la couche d'oxygène est plus métallique que l'argent, soit une partie imaginaire e-j qui devient négative au voisinage de wp. Un modèle de sur- face d'argent "molle", qui s'est également révélé u t i l e dans d'autres problèmes optiques II/, permet de surmonter ces d i f f i c u l t é s . La décroissance graduelle de la densité d'électrons à une surface métallique l i b r e est prise en compte de façon approximative par une couche de surface sur le métal l i b r e . Les paramètres de cette couche sont fixés par d'autres expériences. La couche est alors remplacée par la couche d'adsorbat. Un t e l modèle conduit à une fonction diélectrique de Vadsorbat ayant une partie réelle et une partie imaginaire positives / 2 / . Si on veut évaluer les propriétés optiques du système métal-couche au voisinage de la fréquence de plasma, i l est essentiel d'inclure les ondes de plasma, c'est à dire la dispersion spatiale, dans le traitement optique du métal.
A b s t r a c t - The a n a l y s i s of spectroscopic e l l i p s o m e t r i c data f o r oxygen a d s o r p t i o n on s i l v e r by standard methods leads t o i m p l a u s i b l e r e s u l t s , i f the frequency range around the plasma frequency of s i l v e r (-flap = 3.8 eV) i s i n v e s t i g a t e d . Usually the a n a l y s i s y i e l d s two p o s s i b l e s o l u t i o n s f o r e(w)=er(<u)+ie-j(<i>) o f the adsorbate l a y e r . Around up one derives f o r the adsorbate l a y e r e i t h e r a negative r e a l p a r t er above u p , which would mean t h a t the oxygen l a y e r i s more m e t a l l i c than s i l v e r , or an
imaginary p a r t e-j, which i s going negative around « „ . A model w i t h a " s o f t " s i l v e r s u r f a c e , which has proved useful also i n other o p t i c a l problems / l / , overcomes these d i f f i c u l t i e s . The gradual decay of the e l e c t r o n d e n s i t y a t a f r e e metal s u r - face i s approximately taken i n t o account by a surface l a y e r on the f r e e m e t a l . The parameters of t h i s l a y e r are f i x e d by other experiments. The l a y e r i s then r e p l a - ced by the adsorbate l a y e r . Such a model leads t o an adsorbate d i e l e c t r i c f u n c t i o n w i t h p o s i t i v e r e a l and imaginary p a r t / 2 / . In o r d e r t o evaluate the o p t i c a l proper- t i e s o f the metal l a y e r system around the plasma frequency, i t i s e s s e n t i a l to i n - clude the plasma waves, i . e . s p a t i a l d i s p e r s i o n , i n the treatment o f metal o p t i c s .
References
HI F. Forstmann, R.R. Gerhardts, Festkbrperprobleme (Advances i n S o l i d State Physics) X X I I , 291 (1982)
111 K. Kempa, F. Forstmann, R. Kb'tz, B.E. Hayden, Surface S c i . U 8 , 649 (1982)
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:19831080
