В секторных масс-спектрометрах (рис. 11.16) траектории ионов и место их локализации на коллекторе зависят от отношения т/е. Это дает возможность сепарировать ионы с разными массами и измерять их число. В различных времяпролетных приборах исходный пакет ионов разделяется на несколько отдельных за счет разного времени пролета заданного расстояния ионами с разной массой, но с одинаковым зарядом. Последовательность импульсов ионного тока, приходящих на коллектор, и образует массспектр. Разрешающая способность современных массспектрометров может достигать 106, что дает возможность легко различать не только отдельные атомы в высокомолекулярных соединениях, но и их изотопы.
Рис. 11.16. Схема секторного масс-спектрометра с сепарацией ионов во взаимно-перпендикулярных электрических и магнитных полях:
т - масса иона; е - заряд
Масс-спектрометрия находит разнообразное применение в нано- и биотехнологиях, диагностике болезней, криминалистике, задачах секвенирования ДНК и пептидов. Необходимость быстрого обнаружения токсичных и опасных биологических материалов (в частности, определенных штаммов бактерий, виру сов, белков и пр.) заставила разработать портативные масс-спектрометрические детекторы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В связи с развитием микро и наноэлектроники – бурно развивающихся отраслей, возрастает роль методов контроля физических параметров материалов электронной техники и приборных структур на их основе. В настоящее время существует два пути развития наноэлектроники – переход к наноэлектронике от микроэлектроники за счет уменьшения размеров элементов интегральных схем до нанометрового масштаба – «подход сверху вниз» и за счет использования молекул и биологических объектов, которые ведут к молекулярной и биоэлектронике – «подход снизу вверх». Наиболее перспективным путем развития считается комбинация молекулярных и биологических объектов с традиционной микроэлектронной техникой. Поэтому дальнейшее развитие экспериментальных методов измерений требует как совершенствование уже существующих, так и разработку принципиально новых методик, основанных на новых физических принципах. При этом важное значение будет иметь автоматизация процесса измерения путем применения ЭВМ, сопряженных с измерительными приборами или встроенных в них.
Другим перспективным направлением экспериментальных методов исследований материалов и твердотельных структур является разработка комплексного измерительного оборудования, включающего несколько методик измерения и анализа полученных результатов. Такой подход позволит освоить массовый выпуск измерительного и аналитического оборудования, предназначенного для различных отраслей народного зозяйства.
523
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Кунце, Х.И. Методы физических измерений [Текст] /
Х.И. Кунце. – М.: Мир, 1989. – 216 с.
2.Классен, К.Б. Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике [Текст] / К.Б. Классен. – М.: Постмаркет, 2002. – 352 с.
3.Тартаковский, Д.Ф. Метрология, стандартизация и технические средства измерений [Текст]: учебник для вузов / Д.Ф. Тартаковский, А.С. Ястребов. – М.: Высш. шк., 2002. –
205 с.
4.Методы испытания, контроля и исследования машиностроительных материалов. Т. 1: Физические методы исследования металлов [Текст]. – М.: Машиностроение, 1971. – 554 с.
5.Павлов, Л.И. Методы измерения параметров полупроводниковых материалов [Текст] / Л.И. Павлов. - М.: Высш.
шк., 1987. - 239 с.
6.Батавин, Б.Б. Измерение параметров полупроводниковых материалов и структур [Текст]/ Б.Б. Батавин, Ю.А. Концевой, Ю.В. Федорович.- М.: Радио и связь, 1985. – 264 с.
7.Рембеза, С.И. Методы измерения основных параметров полупроводников[Текст] / С.И. Рембеза. - Воронеж:
ВГУ, 1989. – 224 с.
8.Рембеза, С.И. Физические методы исследования материалов твердотельной электроники [Текст]: учебное пособие
/С.И.Рембеза, Б.М. Синельников, Е.С.Рембеза, Н.И.Каргин. – Ставрополь: СевКавГТУ, 2002. – 432 с.
9.Павлов, П.В. Физика твердого тела [Текст] / П.В. Павлов, А.Ф. Хохлов. - М: Высшая школа, 2000. – 494 с.
10.Пасынков, В.В. Материалы электронной техники [Текст] / В.В. Пасынков, В.С. Сорокин. – СПб.: «Лань», 2002. – 368 с.
524
11.Шалимова, К.Б. Физика полупроводников [Текст] / К.Б. Шалимова. - М.: Высш. шк., 1986.- 407 с.
12.Горелик, С.С. Материаловедение полупроводников
идиэлектриков [Текст] / С.С. Горелик, М.Я. Дашевский. - М.: Металлургия, 1988.- 575 с.
13.Лифшиц, Б.Г. Физические свойства металлов и сплавов [Текст] / Б.Г. Лифшиц, Б.С. Крапошин, Я.Л. Линецкий. - М.: Металлургия, 1980.- 320 с.
14.Постников, В.С. Внутреннее трение в металлах [Текст] / В.С. Постников. - М.: Металлургия, 1974. - 352 с.
15.Новик, А. Релаксационные явления в кристаллах [Текст]: монография / А. Новик, Б. Берри. - М.: Атомиздат,
1975. - 472 с.
16.Тикадзуми, С. Физика магнетизма. Магнитные свойства вещества [Текст] / С. Тикадзуми. - М.: Мир, 1989. -
302 с.
17.Глазов, В.М. Микротвердость металлов [Текст] / В.М.Глазов, В.Н. Вигдорович. - М.: Металлургия, 1969. - 248 с.
18.Кучис, Е.В. Гальвано-магнитные эффекты и методы их исследования [Текст] / Е.В. Кучис. - М.: Радио и связь, 1990. - 264 с.
19.Золотаревский, В.С. Механические свойства металлов [Текст] / В.С.Золотаревский. – М.: Металлургия, 1987. – 346 с.
20.Чечерников, В.И. Магнитные измерения [Текст] / В.И. Чечерников. – М.: МГУ, 1969. – 388 с.
21.Червинский, М.М. Методы и средства измерений магнитных характеристик пленок [Текст] / М.М. Червинский, С.Ф. Глаголев, В.Б. Архангельский. – Л.: Энергоатомиздат,
1990. – 208 с.
22.Черепин, В.Т. Экспериментальная техника в физическом металловедении [Текст] / В.Т. Черепин.- Киев: Тех-
ника, 1968. – 454 с.
23.Золотухин, И.В. Новые направления физического материаловедения [Текст] / И.В. Золотухин, Ю.Е. Калинин, О.В. Стогней. - Воронеж: ВГУ, 2000. – 360 с.
24.Эдельман, В.С. Сканирующая туннельная микроскопия [Текст] / В.С. Эдельман. // ПТЭ. -1989.- № 5. - С. 25-49.
25.Бинниг, Г. Сканирующая туннельная микроскопия – от рождения к юности [Текст] / Г. Бинниг, Г. Рорер // УФН. - 1988. - Т. 154. - Вып. 2. - С. 261-278.
26.Маслова, Н.С. Сканирующая туннельная микроскопия атомной структуры, электронных свойств и поверхностных химических реакций [Текст] / Н.С. Маслова, В.И. Панов //
УФН. - 1989. - Т. 157. - Вып. 1. - С. 185-195.
27.Сканирующая зондовая микроскопия биополимеров [Текст] / Под. ред. И.В. Яминского. - М.: Научный мир, 1997. - 88 с.
28.Вертхейм, Г. Эффект Мёссбауэра [Текст] / Г. Вертхейм. - М.: Мир, 1966. - 172 с.
29.Литвинов, В.С. Ядерная гамма-резонансная спектроскопия сплавов [Текст] / В.С. Литвинов, С.Д. Каракишев, В.В. Овчинников. - М.: Металлургия, 1982. - 144 с.
30.Физическая энциклопедия [Текст]. - М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. Т. 3.
31.Блантер, М.С. Механическая спектроскопия металлических материалов [Текст] / М.С. Блантер, И.С. Головин, С.А. Головин, А.А. Ильин, В.И. Саррак. - М.: Изд-во “Международная инженерная академия”, 1994. - 254 с.
32.Дитчберн, Р. Физическая оптика [Текст] / Р Дитчберн. – М.: Наука, 1965. – 246 с.
33.Ландсберг, Г.С. Оптика [Текст] / Г.С. Ландсберг. – М.: Наука, 1976. – 178 с.
34.Кринчик, Г.С. Физика магнитных явлений [Текст] / Г.С. Кринчик. – М.: Изд-во МГУ, 1985. - 336 с.
35.Звездин, А.К. Магнитооптика магнитных пленок [Текст] / А.К. Звездин, В.А. Котов. – М.: Наука, 1988. – 186 с.
36.Писарев, Р.В. Физика магнитных диэлектриков [Текст] / Р.В. Писарев. - Л.: Наука, 1974. – 178 с.
37.Кринчик, Г.С. Магнитооптический эффект изменения электронной структуры ферромагнитного металла при повороте вектора намагниченности [Текст] / Г.С. Кринчик, В.С. Гущин // Письма в ЖЭТФ. - 1969. - № 10. - С. 35-39.
38.Кринчик, Г.С. Ориентационный магнитооптический эффект в монокристаллах никеля и кремнистого железа [Текст]
/Г.С. Кринчик, Е.А. Ганьшина, В.С. Гущин // ЖЭТФ. - 1971. -
Т. 60. - С. 209-219.
39.Быков, И.В. Магниторефрактивный эффект в гранулированных пленках с туннельным магнитосопротивлением [Текст] / И.В. Быков, Е.А. Ганьшина, А.Б. Грановский, В.С.
Гущин // ФТТ. - 2000. - Т.42. - С. 487 .
40.Малышев, В.И. Введение в спектральную спектроскопию [Текст] / В.И. Малышев. – М.: Наука, 1979. – 478 с.
41.Головин, Ю.И. Основы нанотехнологий [Текст] / Ю.И. Головин. – М.: Машиностроение, 2012. – 656 с.
42.Миронов, В.Л. Основы сканирующей зондовой микроскопии [Текст] / В.Л. Миронов. – Нижний Новгород: РАН, Институт физики микроструктур, 2004. – 110 с.
43.Головин, Ю.И. Наноиндетирование и его возможности [Текст] / Ю.И. Головин. – М.: Машиностроение, 2009. – 312 с.
1.4.Определение ширины запрещенной зоны полупроводников по температурной зависи-
мости проводимости |
66 |
2. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЭФФЕКТА ХОЛЛА |
69 |
2.1. Эффект Холла и сопутствующие ему явления |
69 |
2.2. Основные методы измерения эффекта Холла |
74 |
2.2.1. Метод постоянного магнитного поля и |
|
постоянного тока |
76 |
2.2.2. Метод переменного тока или переменного |
|
магнитного поля |
78 |
2.2.3. Метод переменного тока и переменного |
|
магнитного поля |
82 |
2.3. Определение параметров по измерениям тока |
|
Холла |
85 |
2.4. Определение параметров полупроводников |
|
из измерений эффекта Холла |
88 |
2.4.1. Определение концентрации донорных и |
|
акцепторных примесей по измерению эф- |
|
фекта Холла |
88 |
2.4.2. Определение концентрации доноров и ак- |
|
цепторов по температурной зависимости |
|
подвижности |
92 |
2.4.3. Ширина запрещенной зоны |
94 |
3. ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ НЕРАВНОВЕСНЫХ |
|
НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА В ПОЛУПРОВОДНИКАХ |
95 |
3.1. Основные параметры |
95 |
3.2. Методы измерения дрейфовой подвижности |
96 |
3.3. Определение коэффициента диффузии |
103 |
3.4. Измерение диффузионной длины методом |
|
