Numéro
J. Phys. Colloques
Volume 48, Numéro C9, Décembre 1987
X-Ray and Inner-Shell Processes
Vol. 1
Page(s) C9-1053 - C9-1057
DOI https://doi.org/10.1051/jphyscol:19879191
X-Ray and Inner-Shell Processes
Vol. 1

J. Phys. Colloques 48 (1987) C9-1053-C9-1057

DOI: 10.1051/jphyscol:19879191

SOFT X-RAY EMISSION SPECTRA AND THE BONDING OF ALUMINUM

T.A. CALLCOTT1, K.-L. TSANG1, C.H. ZHANG1, D.L. EDERER2 and E.T. ARAKAWA3

1  University of Tennessee, Knoxville, TN 37996, U.S.A.
2  National Bureau of Standards, Gaithersburg, MD 20899, U.S.A.
3  Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, TN 37930, U.S.A.


Résumé
Les spectres L2,3 de rayons x-mous (SXE) de l'aluminium sont présentés pour 1'aluminium métallique, les alliages Al-Mn, les alliages dilues Al-Mg, les composés intermetalliques LiAl et Ni3Al, l'alliage semiconducteur (Al-Ga)As et l'isolant Al2O3. Les spectres fournissent une mesure de la s densité d'états locale partielle (PDOS) localisée aux atomes d'aluminium et montrent des structures remarquables qui peuvent être associées à chacum des types de liaisons dans les solides - métallique, covalent et ionique. Les spectres de l'aluminium métallique et des alliages Al-Mn ont des densités d'états paraboliques caractéristiques d'une PDOS d'électrons quasi libres. L'aluminium dans ses alliages avec le Mg a une PDOS métallique et le spectre présente une forte augmentation dans la région des basses énergies, associée à l'écrantage de la charge supplémentaire du coeur de l'ion aluminum. Dans LiAl, l'Al a une symétrie locale tétragonale, le spectre est semblable à celui du silicium et la liaison est une combinaison des liaisons covalente et métallique. Dans les alliages AlxGa1-xAs l'aluminium a une symétrie locale tétragonale mais le spectre caractéristique de forme covalente est fortement modifié par la présence d'une forte composante ionique dans la liaison. Enfin, le spectre de l'Al2O3 présente des structures caractéristiques d'orbitales électroniques localisées et une liaison ionique.


Abstract
The L2,3 soft x-ray emission (SXE) spectra of Al in metallic Al, Al-Mn alloys, dilute Al-Mg alloys, the intermetallic compounds LiAl and Ni3Al, the semiconducting alloy (Al-Ga)As and insulating Al2O3 are presented. The spectra provide a measure of the s-like partial density of states (PDOS) localized at the Al atoms and show prominant qualitative features that may be identified with each of the major types of bonding in solids, ie. metallic, covalent and ionic. The spectra of metallic Al and of the Al-Mn alloys have parabolic densities of states characteristic of nearly free electron PDOS's. Al in Mg alloys have metallic PDOS's with a strong enhancement of the low energy region of the spectrum which is associated with screening of the extra charge on the Al ion core. In LiAl, the Al has tetragonal local symmetry, the spectrum is similar to that of silicon and the bonding is a combination of covalent and metallic. In AlxGa1-x As alloys, the Al has tetragonal local symmety, but the spectrum is strongly modified from the characteristic covalent form by the presence of a strong ionic component in the bonding. Finally, the spectrum of Al2O3 shows features characteristic of localized electronic orbitals and ionic bonding.