J. Phys. France
Volume 46, Numéro 1, janvier 1985
Page(s) 77 - 82
J. Phys. France 46, 77-82 (1985)
DOI: 10.1051/jphys:0198500460107700

Core photoemission theory of semiconducting rare earth compounds

A. Kotani1, 2 et J.C. Parlebas1

1  L.M.S.E.S. , Université Louis Pasteur, 4, rue Blaise Pascal, 67070 Strasbourg, France
2  Faculty of Science, Osaka University, Toyonaka 560, Japan.

Within the Anderson model and in the case of a filled valence band for which the electron-electron interaction can be treated exactly, we first give a formal description of the corresponding core-photoemission spectrum. Our calculations have been motivated by a number of X photoemission experiments which show up final states problems. We discuss our results in terms of the relative positions of the final ' f ' states with respect to the valence band states and in terms of the hybridization between those two types of states. Especially, if the hybridization amplitude is too small ( 1.0 eV) it is not possible to reproduce correctly the experimental (3d) spectrum of CeO2 ; for somewhat larger hybridization (˜ 1.5 eV) we are able to fit that three peaked spectrum at least in a semiquantitative way. As a consequence, CeO2 can well be considered as an intermediate valent system.

En utilisant le modèle d'Anderson et nous plaçant dans le cas d'une bande de valence pleine où il est possible de traiter exactement les interactions électron-électron, nous commençons par calculer le spectre correspondant de la photoémission de coeur. Nos calculs ont été motivés par de nombreuses experiences de photoémission X qui mettent en évidence des problèmes d' états finaux. Nous discutons nos résultats en fonction des positions relatives des états ' f ' finaux par rapport aux états de la bande de valence et par rapport à l'hybridation entre ces deux types d' états. En particulier si nous choisissons une amplitude d'hybridation trop petite ( 1,0 eV) nous ne pouvons pas reproduire correctement le spectre expérimental (3d) de CeO2 ; pour une hybridation plus forte (˜1,5 eV) il est possible de reproduire ce spectre à trois pics au moins semiquantitativement. Nous en déduisons que le CeO 2 se rattache bien aux systèmes à valence intermédiaire.

7960B - Clean metal, semiconductor, and insulator surfaces.

Key words
Anderson model -- cerium compounds -- mixed valence compounds -- photoemission -- semiconductor materials -- valence bands