2.6 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3 Probing Methods: STM/S, PES, APECS, XAS, ZPS . . . . . . . . . . . 45
3.1 Energy Band Structure and Electronic Dynamics . . . . . . . . . . . 45
3.2 STM/S: Nonbonding and Anti-bonding States . . . . . . . . . . . . . 47
3.3 PES and AES: Valence- and Core-Band Shift . . . . . . . . . . . . . 48
3.3.1 General Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.3.2 PES and AES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.4 APECS/XAS: Dual Energy-Level Shifts . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.4.1 AES: Auger Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.4.2 APECS: Dual-Level Shifts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.4.3 Extended Wagner Plots: Screening and Recharging . . . 52
3.4.4 XAS/XES: Dual-Level Resultant Shift . . . . . . . . . . . . 53
3.5 ZPS: Atomic CN-Resolved Bond Relaxation . . . . . . . . . . . . . . 54
3.5.1 Experimental and Analytical Procedures . . . . . . . . . . . 54
3.5.2 Quantitative Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.6 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
4 Solid and Liquid Skins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.1 XPS Derivatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.2 BOLS-TB Formulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
4.3 Registry and Sublayer-Order Resolution . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
4.3.1 Fcc-Structured Al, Ag, Au, Ir, Rh, and Pd . . . . . . . . . 63
4.3.2 Bcc-Structured W, Mo and Ta . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4.3.3 Diamond-Structured Si and Ge . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4.3.4 The hcp-Structured Be, Re, and Ru . . . . . . . . . . . . . . 68
4.4 Local Binding Energy Density and Atomic Cohesive
Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
4.5 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
5 Adatoms, Defects, and Kink Edges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
5.1 Observations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
5.1.1 XPS Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
5.1.2 STM Observation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
5.2 ZPS of Pt and Rh Adatoms: Catalytic Nature . . . . . . . . . . . . . 85
5.3 ZPS of Rh, W, and Re Kink Edges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
5.3.1 Atomic Arrangement at Edges . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
5.3.2 Rh(110) and (111) Vicinal Edges . . . . . . . . . . . . . . . . 89
5.3.3 W(110) Vicinal Edges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
5.3.4 Re(0001) and ð12 31Þ Kink Edges . . . . . . . . . . . . . . . 91
xviii
Contents
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3 Probing Methods: STM/S, PES, APECS, XAS, ZPS . . . . . . . . . . . 45
3.1 Energy Band Structure and Electronic Dynamics . . . . . . . . . . . 45
3.2 STM/S: Nonbonding and Anti-bonding States . . . . . . . . . . . . . 47
3.3 PES and AES: Valence- and Core-Band Shift . . . . . . . . . . . . . 48
3.3.1 General Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.3.2 PES and AES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.4 APECS/XAS: Dual Energy-Level Shifts . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.4.1 AES: Auger Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.4.2 APECS: Dual-Level Shifts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.4.3 Extended Wagner Plots: Screening and Recharging . . . 52
3.4.4 XAS/XES: Dual-Level Resultant Shift . . . . . . . . . . . . 53
3.5 ZPS: Atomic CN-Resolved Bond Relaxation . . . . . . . . . . . . . . 54
3.5.1 Experimental and Analytical Procedures . . . . . . . . . . . 54
3.5.2 Quantitative Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.6 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
4 Solid and Liquid Skins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.1 XPS Derivatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.2 BOLS-TB Formulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
4.3 Registry and Sublayer-Order Resolution . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
4.3.1 Fcc-Structured Al, Ag, Au, Ir, Rh, and Pd . . . . . . . . . 63
4.3.2 Bcc-Structured W, Mo and Ta . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4.3.3 Diamond-Structured Si and Ge . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4.3.4 The hcp-Structured Be, Re, and Ru . . . . . . . . . . . . . . 68
4.4 Local Binding Energy Density and Atomic Cohesive
Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
4.5 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
5 Adatoms, Defects, and Kink Edges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
5.1 Observations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
5.1.1 XPS Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
5.1.2 STM Observation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
5.2 ZPS of Pt and Rh Adatoms: Catalytic Nature . . . . . . . . . . . . . 85
5.3 ZPS of Rh, W, and Re Kink Edges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
5.3.1 Atomic Arrangement at Edges . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
5.3.2 Rh(110) and (111) Vicinal Edges . . . . . . . . . . . . . . . . 89
5.3.3 W(110) Vicinal Edges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
5.3.4 Re(0001) and ð12 31Þ Kink Edges . . . . . . . . . . . . . . . 91
xviii
Contents