
- •3. Сучасні методи дослідження поверхні твердого тіла
- •3.1. Вимоги до методів діагностики поверхні
- •3.2. Класифікація методів дослідження поверхні твердого тіла
- •3.3. Емісійні методи та методи розсіяння мікрочастинок
- •3.3.1. Методи діагностики поверхні за допомогою електронів
- •3.3.1.1. "Електрон-електрон" /1-1/
- •Ремп – растрова електронна мікроскопія поверхні
- •Схве – спектроскопія характеристичних втрат енергій
- •Ісхве – іонізаційна спектроскопія характеристичних втрат енергії
- •Нсхве – низькоенергетична спектроскопія характеристичних втрат енергії
- •Ксхве – коливальна спектроскопія характеристичних втрат енергії
- •3.3.1.2. "Електрон – іон" /1-2/ езмс – електронно-зондова мас-спектрометрія
- •Метод есд – електронно-стимульованої десорбції
- •3.3.1.3. "Електрон – х-промені" /1-7/
- •(Спектроскопія потенціалів появи м'яких х-променів)
- •3.3.2. Методи зондування поверхні іонними пучками
- •3.3.2.1. "Іон–електрон" /2-1/ Методи іее – іонно-електронної емісії
- •Мсві – мас-спектрометрія вторинних іонів
- •Српі – спектроскопія розсіяння повільних іонів
- •3.3.2.3. "Іон – х-промені" /2-7/
- •3.3.3. Зондування поверхні молекулярними пучками
- •Метод рмп – розсіяння молекулярного пучка
- •3.3.4. Інфрачервоні методи (іч)
- •Ічсп – інфрачервона спектроскопія поглинання
- •Ваічс – відбивально-адсорбційна ічс
- •Ічсвв – інфрачервона спектроскопія внутрішнього відбивання
- •3.3.5. Оптичні методи
- •Методи типу "Видиме світло – видиме світло" /5-5/
- •3.3.6. Ультрафіолетові методи (уф)
- •Метод фее – фотоелектронної емісії
- •Уфес – ультрафіолетова електронна спектроскопія
- •Метод фд – фотодесорбції
- •Хфес – х-променева фотоелектрична спектроскопія
- •Спхв – спектроскопія поглинання х-променевого випромінювання
- •Методи пзвх – повного зовнішнього відбивання х-променів
- •Хд методи – х-променеві дифракційні методи
- •3.3.8. Термоемісійні методи
- •3.3.8.1. "Нагрівання – електрони" /8-1/
- •Теем – термоелектронна емісійна мікроскопія
- •3.3.8.2. "Нагрівання – іони" /8-2/
- •3.3.8.3. "Нагрівання – атоми, молекули" /8-3/
- •3.3.9. Електроемісійні методи
- •3.3.9.1. "Електричне поле – електрони" /9-1/
- •Аерв – автоелектронна робота виходу
- •3.3.9.2. "Електричне поле – іони" /9-2/
- •3.3.9.3. "Електричне поле – атоми, молекули" /9-3/
- •3.4. Мікрозондова діагностика поверхні
- •Контрольні запитання
- •Список використаних джерел
Спхв – спектроскопія поглинання х-променевого випромінювання
СПХВ подібна до ХФЕС, але в цьому методі також враховується поглинання Х-променів за рахунок фотоефекту. Виміри СПХВ здійснюють з використанням синхротронного випромінювання в інтервалі енергій 30–1000 еВ при спектральній ширині близько 0,02 нм [2].
3.3.7.2. "Х-промені – Х-промені" /7-7/
Методи пзвх – повного зовнішнього відбивання х-променів
Методи дослідження поверхні за допомогою електромагнітних хвиль Х-променевого діапазону, фізичною основою якого є явище ПЗВ Х-променів, – це методи ПЗВ Х-променів (методи Х-променевої рефлек-тометрії), що розвиваються поряд з іншими Х-променевими методами: структурним і спектральним аналізом, просвічуванням [21]. У методах ПЗВ основна інформація про поверхню закодована у фотометричних і спектральних характеристиках. Дані методи дозволяють отримувати параметри рельєфу поверхні та поверхневого шару за глибиною [22, 23].
Особливість явища ПЗВ Х-променів полягає в дуже малих кутах ПЗВ, які для більшості речовин не перевищують 0,5°. Тому при діагностиці поверхні методом ПЗВХ ширина падаючого на зразок пучка (десят-ки мікронів) значно менше висоти, а на інтенсивність та напрям відбитих променів в основному впливають нерівності, що розсіюють пучок по ширині. Вплив нерівностей, що розсіюють пучок по вертикалі, буде мінімальним, тому рельєф опроміненої поверхні можна описати усередненим профілем у(x) уздовж певного напряму.
Хд методи – х-променеві дифракційні методи
На основі схеми експерименту виділяють методи дво- та трикристальної Х-променевої дифрактометрії (ТХД) [24]. У методі ТХД первинний пучок послідовно відбивається від монохроматора, досліджуваного зразка й аналізатора. Використання третього кристала дозволяє здійснювати кутовий аналіз відбитого пучка з роздільною здатністю 1". На основі фізичної природи методу можна виділити метод асимптотичної бреггівської дифракції (АБД) та метод дифракції Х-променів при умові ПЗВ.
Метод АБД [25-26] призначений для дослідження тонких поверхневих шарів і оснований на вимірюванні інтенсивності дифракційного відбивання при значних відхиленнях (1) від кута бреггівської дифракції. Методом АБД можна визначити тип і характер розподілу дефектів у зразку, наприклад після іонної імплантації. При падінні Х-променів на кристал під кутом Брегга промені проникають у речовину на глибину порядку довжини екстинкції Lекс1 мкм. Ефективність методу АБД визначається тим, що глибина Lф, з якої виходить дифраговане випромінювання при бреггівському відбиванні, зменшується при віддаленні від кута Брегга Б
,
(3.6)
де 0 – півширина кривої гойдання для симетричного випадку; – кут падіння.
Зазначимо, що для відхилення від Б на 1º значення Lекс близьке за величиною до міжплощинної відстані.
При дифракції Х-променів в умовах ПЗВ [25] кути падіння й відбивання пучка від поверхні ковзні. Така геометрія дифракції породжує два відбитих пучка: дзеркально відбитий пучок від поверхні та пучок, дифрагований на площинах, перпендикулярних до вхідної поверхні. Дифрагований пучок дуже чутливий до структури поверхні кристала, що дозволяє, наприклад, досліджувати ступінь аморфізації (розупорядкування) поверхневих шарів.