Схве – спектроскопія характеристичних втрат енергій

Взаємодія пучка електронів із поверхнею твердого тіла супроводжується зміною енергії первинних електронів (непружне розсіяння). Методи СХВЕ засновані на вимірюванні кількості лише тих первинних електронів, які в результаті взаємодії втратили дискретні значення енергії E_П=E_П–E_S, де E_П – енергія первинних електронів; E_S – енергія непружно розсіяних електронів. Енергія піків непружно розсіяних електронів визначається відносно енергії первинних електронів, тобто E_П використовується як еталон енергії. При зміні E_П на ΔE_П ці піки будуть зсунуті на таку ж величину.

Існують такі види характеристичних втрат енергії, які й визначають методи СХВЕ: на іонізацію атомів, на збудження однієї або колективу частинок (електронного газу), на збудження коливань кристалічної гратки.

Рис. 3.14. Залежність енергії оже-електронів від Z [2]

Ісхве – іонізаційна спектроскопія характеристичних втрат енергії

При E_П, яка дорівнює або перевищує енергію зв'язку електрона на певній електронній оболонці внутрішнього атома, цей електрон при взаємодії з первинним електроном може залишити атом, тобто відбудеться іонізація атома. Якщо кінетичної енергії електрона буде достатньо для подолання потенціального бар'єра, то електрон вийде у вакуум. Методом ІСХВЕ вимірюють спектри в широкому діапазоні енергій 100<ΔE_П<2000 еВ [2, 3, 7]. Метод використовується для аналізу хімічної природи поверхні матеріалу й хімічної природи взаємодії поверхні атомів. Перевагою ІСХВЕ перед оже-спектроскопією є відносна простота спектрів і менша ширина піків, а недоліком – мала амплітуда піків.

Нсхве – низькоенергетична спектроскопія характеристичних втрат енергії

Енергія первинних електронів у даному методі складає десятки або сотні електрон-вольт. За таких умов відбувається іонізація електронних оболонок, близьких до валентної зони. Форми піків на спектрах НСХВЕ пов'язані з розподілом енергій електронів твердого тіла, тому даний метод використовується для вивчення електронного стану поверхневих атомів.

Ксхве – коливальна спектроскопія характеристичних втрат енергії

При бомбардуванні поверхні твердих тіл електронами малих енергій (5<E_П<50 еВ) відбуваються характеристичні втрати енергії, викликані коливаннями атомів кристалічної гратки та адсорбованих молекул. Електрони втрачають енергію, збуджуючи поверхневі фонони низьких енергій, внаслідок чого відбуваються наднизькі втрати (порядку сотих або десятих еВ). Метод володіє дуже високою чутливістю. Наприклад, енергія фононів для атомів кисню на кремнії визначається, починаючи з 10^–11–10^–12 адсорбованих частинок на 1 см².

3.3.1.2. "Електрон – іон" /1-2/ езмс – електронно-зондова мас-спектрометрія

При взаємодії фокусованого пучка електронів (зонда) достатньої потужності з поверхнею твердого тіла виникає сильне локальне нагрівання речовини й виділення парів та газів. Після іонізації парів і газів вони направляються в мас-спектрометр, де визначається їх елементний склад. Метод використовується для локального поелементного аналізу металів і діелектриків [2, 3].