
- •Электронная Оже - спектроскопия (эос).
- •1. Возможности, применение, особенности метода эос.
- •2. Физические основы методы эос. Механизм Оже-процесса.
- •3. Оэс. Глубина выхода Оже-электронов.
- •4. Вероятность Оже-эффекта. Вероятность выхода Оже-электронов из разных матриц.
- •5. От чего зависит интенсивность линий Оже - спектра.
- •8. Методика обработки и расшифровки Оже - спектров.
- •10. Количественный анализ с помощью метода эос.
- •11. Устройство оборудования для измерения методом эос.
- •13. Аппаратура для эос. Источники электронов (устройство принцип, работы и требования).
- •14.Аппаратура для эос. Энергоанализатор электронов типа цилиндрическое зеркало ацз.
- •15. Область применения и ограничения метода эос.
- •Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (рфс).
- •Количественный анализ
- •3. Рфс спектры, их получение. Структура пиков. Валентные уровни.
- •4. Рфс Вычисление энергии связи на основе данных, полученных методом рфс. Уравнение фотоэффекта и учет работы выхода энергоанализатора. Точность определения энергии связи методом рфс.
- •5. Аппаратура для рфс. Вакуумная система и требования высокого вакуума для измерения методом рфс.
- •6. Источники рентгеновского излучения. Способы монохроматизации рентгеновского излучения.
- •7. Аппаратура для рфс. Полусферический анализатор электронов (пса). (Устройство, принцип работы и энергетическое разрешение.)
- •8. Рфс.Энергетическое разрешение(разрешающая способность) в методе рфс.
- •9. Количественный анализ с помощью метода рфс.
- •10. Химический анализ методом рфс. Химический сдвиг.
- •11.Определение состава по глубине образца методом рфс. Определение толщины тонких пленок. Определение состава по глубине образца
- •12. Область применения и ограничения метода рфс.
- •Вторичная ионная масс-спектрометрия (вимс).
- •2. Вимс Взаимодействие первичных ионов с твёрдым телом. Механизм образования вторичных ионов. Коеффициент вторичной ионной эмиссии.
- •3. Основные параметры, влияющие на выход вторичных ионов. Процесс распыления ионов в методе вимс.
- •4. Аппаратура для вимс. Вакуумная система и требования высокого вакуума для измерения методом вимс.
- •5. Аппаратура для вимс. Источник первичных ионов (жидкие металлы, газы).
- •6.Аппаратура для вимс. Масс-анализатор вторичных ионов (квадрупольный, магнитный, времяпролетный)
- •7. Методика получения масс-спектра в методе вимс. Структура масс-спектра. Явление интерференции масс.
- •8. Вимс. Глубинный профиль распределения в методе вимс. Методика получения глубинного профиля. Выбор параметров получения глубинного профиля (область анализа, скорость травления).
- •9. Влияние параметров исследования для получения глубинного профиля для метода вимс (форма, энергия, угол падения и плотность первичного пучка, свойства матрицы).
- •10. Профилометрия. Структура кратера распыления. Влияние параметров исследования метода вимс на структуру кратера распыления.
- •11. Глубинный профиль распределения в методе вимс. Получение концентрационных профилей распределения.
- •12. Количественная обработка данных методом вимс. Приготовление Эталонов для количественного анализа.
- •13. Область применения и ограничения метода вимс.
- •14. Сравнение метода вимс динамического и времяпролетного.
- •1.Возможности, применение, особенности методов сзм
- •2. Физические основы метода сканирующей туннельной микроскопии (стм). Туннельный эффект.
- •3.Физические основы метода атомно-силовой микроскопии (асм)
- •4. Аппаратура для стм. Требования и устройство сканирующего элемента для метода стм.
- •6. Конструкция установок сзм (основные положения).
- •7. Возможности метода стм (рельеф поверхности, локальная работа выхода электронов).
- •8. Возможности метода асм(рельеф поверхности, атомное разрешение).
- •9. Область применения и ограничения методов сзм.
4. Вероятность Оже-эффекта. Вероятность выхода Оже-электронов из разных матриц.
Вероятность оже-эффекта падает с ростом атомного номера элемента, поэтому эффективность определения атомов легких элементов выше, чем тяжелых. Например, для легких атомов относительная вероятность оже-переходов составляет -95%, а для тяжелых (Z>70) -10%.
С шероховатостью поверхности уменьшается выход оже-е по сравнению с гладкой.(выход оже-е зависит от угла падения и уга вылета)
5. От чего зависит интенсивность линий Оже - спектра.
выражение,
связывающее ток
оже-электронов, эмитируемых твердым
телом под углом
к его поверхности, и концентрацию атомов
в твердом теле
(i - индекс элемента).
, где
– величина, учитывающая эффективность
сбора электронов, зависящая от типа
анализатора.(От количества электронов
с данной энергией, вероятности эффекта
для элемента соответствующего пику,
количества элемента и от интенсивности
падающего пучка)
7. jj- и LS-связи.
В приближении центрального поля принимается, что все квантовые состояния, принадлежащие данной конфигурации, имеют одинаковую энергию. В действительности эти состояния расщепляются двумя основными возмущениями: спин-орбитальным и остаточным кулоновским взаимодействиями. Эти взаимодействия по-разному связывают спиновые и орбитальные моменты отдельных электронов внешней оболочки. В том случае, когда преобладает остаточное кулоновское взаимодействие, имеет место LS тип связи, а если преобладает спин-орбитальное взаимодействие, то осуществляется jj тип связи.
В случае LS-связи орбитальные моменты внешних электронов образуют полный орбитальный момент, а спиновые моменты -полный спиновый момент . Сложение и дает полный момент атома. В случае jj-связи орбитальный и спиновый моменты электрона с номером i, складываясь, образуют полный момент электрона , а при сложении всех векторов получается полный угловой момент атома . Общее число квантовых состояний для обоих типов связи, естественно, одно и то же. В многоэлектронных атомах правила отбора для разрешенных переходов зависят от типа связи.
8. Методика обработки и расшифровки Оже - спектров.
Метод эталонов. Этот довольно точный количественный метод может быть применен с использованием калибровки по известным стандартам. При этом оже-спектр исследуемого вещества сравнивается со спектром эталона, имеющего интересующее вещество с исзветной концентрацией. Концентрацию элемента Сui в исследуемом образце можно определить с использованием соотношения:
Сui/Cci = Iui . c . (1 + Rcв / Ici . u . (1+Ruв) (5), где Ссi - концентрация i-го элемента в эталоне; Rв - коэффициент обратного рассеяния.
Преимущество этого метода состоит в относительности измерений, так как сечение ионизации и выхода оже-электронов у исследуемого вещества в образце и эталоне одинаковы. Важным моментом также является равенство глубин выхода и коэффициентов обратного рассеяния в случае близкого состава исследуемого образца и эталона. В этом случае искомая концентрация легко определяется измерением оже-токов. Однако, если составы различны, возникает необходимость учета влияния матрицы на величины и R. В этом случае метод внешних эталонов не имеет больших преимуществ перед методом коэффициентов элементной чувствительности.
Метод
коэффициентов элементной чувствительности.
Этот метод применим к поверхности с
равномерным распределением элементов.
В этом случае атомная концентрация
элемента представляется простым
соотношением: С1
= (I1/1)
/
(Ii/i)
(6), где
- коэффициент элементной чувствительности
элемента i.При
выводе этого выражения предполагалась
независимость величины I элемента i от
химического окружения, что не всегда
оправдано. Однако простота в использовании,
отсутствие эталонов, нечувствительность
к шероховатостям делают этот метод
одним из наиболее частво употребляемых.
Обычно коэффициенты элементной
чувствительности устанавливаются по
данным, полученным в идеальных условиях.
В качестве элемента, по отношению к
которому определяют элементную
чувствительность, используется Аg, i
которого полагают равной единице.
Интенсивность оже-пика на кривых N`
(Е) измеряют “от пика до пика”.
9
.
Качественный фазовый анализ методом
ЭОС (принцип и возможности). Основной
принцип качественного фазового анализа
методом ЭОС – это сверка полученных в
результате Оже-эффекта пиков с табличными
и приписка полученных пиков к энергиям.
Энергии оже-электронов характеризуют свойства атома, который испустил эти электроны. Пользуясь данными об атомных уровнях различных элементов, можно рассчитать ожидаемые величины оже-электронов для каждого сорта атомов. Для оже-процесса нужны по крайней мере два энергетических уровня и три электрона. Поэтому в атомах водорода и гелия оже-электроны возникать не могут. Пикам Оже могут быть приписаны определенные энергии, а по ним определена соответствующая химическая природа атомов лишь в том случае, если оже-электроны выходят из поверхностного слоя без значительной потери энергии в результате неупругого рассеяния. Оже-электроны, претерпевшие перед выходом в вакуум неупругие столкновения, дадут просто вклад в энергетическое распределение вторичных электронов и могут несколько “размазать” пик в низкоэнергетическую зону. Таким образом, с помощью качественного фазового анализа методом ЭОС можно определить элементный состав образца. Актуален для исследования п/п материалов(в том числе т.н. твердотельных, наноэлектроника), изучения металлов. Ограничения метода: проводники.