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深入认识纳米尺度下半导体表面外延金属薄膜材料的性质对微电子器件的实际应用和发展具有重要意义，它也是当前表面科学研究中一个热点课题。本文利用扫描隧道显微镜、原子力显微镜和角分辨光电子能谱(ARPES)等工具分别研究了Si(111)-7×7衬底上Pb岛的粘附性质和Bi膜的电子结构。
本文利用接触式原子力显微镜在低温(～60K)下，研究了Pb岛表面粘附性质与其厚度的关系。实验结果表明，随Pb岛厚度的增加，粘附力值出现振荡行为。此现象来源于Pb岛内部强的量子尺寸效应对其电子结构的调制作用，该效应导致Pb岛表面能随厚度发生变化，从而改变了其粘附性质。
在对Si(111)-7×7表面外延Bi膜的研究中，笔者借助STM和RHEED研究了Bi膜形貌的演变；另外，低温下(10K)Bi膜电子结构随厚度变化的ARPES测定表明，在覆盖度为6.9ML时体系电子结构出现由{012}相向(001)相的转变。研究还发现Bi(001)薄膜的光电发射过程存在很强的温度效应，利用声子辅助跃迁机理，笔者得到光电子谱图中各个谱峰强度的热敏感系数。