ANGLE-RESOLVED PHOTOEMISSION FROM SURFACES AND ADSORBATES

Résumé
En utilisant la photoémission résolue angulairement pour l'étude des surfaces, on recherche deux types d'informations fondamentales : (1) les positions des atomes à la surface et dans les espèces adsorbées ; (2) la nature des états électroniques propres aux surfaces libres ainsi que celle des états impliqués dans la liaison chimique des adsorbats. Cet article présente les progrès récents obtenus dans les aspects atomique et électronique du domaine. La détermination de l'orientation des molécules de CO adsorbées sur Ni constitue un exemple de détermination de la structure atomique par photoémission résolue angulairement. Dans la plupart des études portant sur la zone de la bande de valence, il n'est pas facile de séparer l'information atomique et électronique, puisqu'une description complète de la structure électronique (ainsi que des spectres de la bande de valence) nécessite une connaissance des positions atomiques. On insiste sur le rôle des calculs empiriques des structures de bande à deux dimensions (relations de dispersion E(k_||)) à l'aide de la combinaison linéaire des orbitales atomiques (LCAO) ou des méthodes pseudo-potentielles. A titre d'exemple, on compare les relations E(k_||) mesurées par photoémission pour les états de surface sur GaAs(110) et les états induits par Cl sur Si(111) avec les modèles théoriques. La discussion porte sur les considérations de la parité ainsi que sur les anisotropies dans la photoémission à partir des niveaux de coeur des systèmes à deux dimensions.

Abstract
In the application of angle-resolved photoemission spectroscopy to the study of surface systems, two basic kinds of information are sought : (1) the positions of atoms in the surface and in adsorbed species ; (2) the nature of the electronic states characteristic of free surfaces and those involved in the chemical binding of adsorbates. This paper surveys recent progress in both of these atomic and electronic aspects of the field. An example of an atomic-structure investigation using angle-resolved photoemission is the determination of the orientation of CO molecules adsorbed on Ni. In many studies in the valence band region, the atomic and electronic information is not readily separable, since a complete description of the electronic structure (and therefore the valence band spectra) requires a knowledge of the atomic positions. The role here of semiempirical calculations of two-dimensional band structures (E(k_||) dispersion relations) using the Linear-Combination of Atomic Orbitals (LCAO) or pseudopotential methods is emphasized. As examples, angle-resolved photoemission measurements of the E(k_||) relations for surface states on GaAs(110) and Cl-induced states on Si(111) are compared with model calculations. Parity considerations and also anisotropies in core level photoemission from two-dimensional systems are discussed.