Метод - дифракция - медленный электрон
Cтраница 1
Метод дифракции медленных электронов ( ДМЭ) в основном применяют для изучения структуры поверхности. Однако определить струк - Tvpy поверхности не всегда легко, даже если известно, какая кристаллографическая плоскость образует исследуемую грань кристалла. Дело в том, что картина ДМЭ не просто повторяет картину структуры поверхности. [1]
Метод дифракции медленных электронов ( ДМЭ) позволяет изучать строения одного или двух верхних слоев кристаллической решетки, поскольку электроны с низкими энергиями не способны проникнуть на большую глубину в объем твердого тела. Чаще всего ДМЭ используют для получения данных о реконструкции поверхности и о наличии ступенек на ней, о структуре адсорбционных слоев, расстояниях между адсорбированными частицами, а также о степени чистоты поверхности. [2]
 |
Схема экспериментальной установки. [3] |
Хотя применимость метода дифракции медленных электронов к изучению поверхностных реакций была признана еще со времен открытия самой электронной дифракции, но вплоть до последнего времени исследователи, за исключением автора, прилагали мало усилий в этом направлении. [4]
Заканчивая обсуждение метода дифракции медленных электронов, уместно подчеркнуть еще одно и наиболее неожиданное следствие, вытекающее из применения этого метода: с помощью этого метода было экспериментально показано, что заполнение поверхности ( например, при хемосорбции водорода на грани 110 никеля) с повышением давления может происходить скачкообразно. Ландер 1456 ] указал на необходимость анализировать изотермы адсорбции с помощью адсорбционного уравнения Фаулера и Гуггенгейма [469], выведенного ими главным образом в чисто академических целях, но позволяющего в отличие от уравнений Ленгмюра, Фрейдлиха, Темкина и др. предсказывать возможность скачков при заполнении поверхности. [5]
Возможность применения метода дифракции медленных электронов ( ДМЭ) для изучения поверхностных явлений связана с малой проникающей способностью электронов при энергиях от нескольких электронвольт до сотен электронвольт и с тем фактом, что длина электронной волны ( 150 / В) 1 / 2 оказалась подходящей для дифракции на кристаллических решетках твердых веществ. Показано, что для электронов с энергиями не выше 250 - 300 эВ заметный вклад в образование дифракционной картины вносят только два или три верхних слоя атомов поверхности, причем основной вклад приходится на первый монослой. Из-за малой проникающей способности электронов дифракционная картина по многим характеристикам больше похожа на картину дифракции света от двумерной решетки, чем на дифракцию рентгеновских лучей от трехмерной решетки кристаллов. Чтобы оценить эти различия, целесообразно сравнить дифракционные картины рентгеновских лучей и ДМЭ. Для получения лауэграмм используют узкий пучок белого рентгеновского излучения, перпендикулярно падающий на монокристалл. От непрозрачного кристалла и рентгеновские лучи и медленные электроны отражаются и появляются с той же стороны кристалла, откуда падает исходный пучок. Серии брэгговских отражений от разных рядов плоскостей в кристалле образуют дифракционную картину. Эти отражения можно получить в виде маленьких точек на фотопленке, помещенной на расстоянии нескольких сантиметров от кристалла перпендикулярно падающему лучу. Каждая точка соответствует брэгговскому отражению от одного ряда атомных плоскостей при одной длине волны. [6]
Исследование поверхности слоев методом дифракции медленных электронов. Как известно, из-за низкой энергии медленных электронов и их сильного рассеивания опыты по дифракции необходимо проводить в вакууме 10 - 9 - 10 - 10 мм рт. ст.; по той же причине прямая фотографическая регистрация продифрагировавшего пучка сопряжена с трудностями. К сожалению, из-за малой точности определения периодов решетки с помощью дифракции медленных электронов нельзя прямо проверить характер соответствия кристаллических решеток. С этой целью обычно прибегают к косвенному анализу электронограмм с реконструкцией на основе таких данных структуры слоев, образующихся на кристаллической поверхности. Так были изучены также структура чистых поверхностей и различные поверхностные реакции. Наиболее полные сведения дало изучение структур адсорбированных слоев различных газов на поверхностях монокристаллов. [7]
Для определения периода поверхностной структуры используется метод дифракции медленных электронов. Положения атомов на перестроенной поверхности измеряются с помощью сканирующего туннельного микроскопа, а также по рассеянию ионов. [8]
При изучении эпитаксии серебра и золота на КС1 методом дифракции медленных электронов было обнаружено, что: после электронной бомбардировки подложки, сколотой в вакууме, на ней образуются монокристальные пленки при конденсации металлов в вакууме 2 - Ю 10 мм рт. ст. По-видимому, бомбардировка повышает начальную плотность зародышей. [9]
Характер сопряжения на поверхности раздела при эпитаксии изучен методом дифракции медленных электронов также недостаточно. Здесь рассматриваются важнейшие работы в этой области, восходящие к первому исследованию Фарнсуорта [179] по конденсации серебра на монокристаллах золота и меди. [10]
Изменение состояния кристаллических поверхностей может быть также изучено методом дифракции медленных электронов. Зурман и Хайдук [27] нашли, что дифракционные максимумы, полученные от граней пирита и галенита, исчезают при длительной бомбардировке этих граней медленными электронами, а затем спустя некоторое время вновь появляются. Метод дифракции весьма чувствителен к очень малым изменениям строения кристаллических поверхностей, однако его практическое использование встречает большие трудности, и какие-либо другие применения этого метода до сих пор неизвестны. [11]
Мы подчеркиваем прямую связь этого вывода с результатами изучения ( методом дифракции медленных электронов) адсорбции тория на вольфраме ( рис. 1.25 - 1.27), когда структурная связь лдсорбата с подложкой ограничена взаимной параллельностью олотноупакованных направлений в двух решетках. [12]
В настоящее время для изучения физики поверхности твердых тел широко используется метод дифракции медленных электронов ( ДМЭ), фотоэлектронная спектроскопия ( ФЭС), рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия ( РФЭС), метод дифракции отраженных электронов высокой энергии ( ДОЭВЭ) и Оже-спектроскопия. [13]
 |
Адсорбция окиси углерода на плоскостях. ( 100 палладия. [14] |
Ценные сведения о структуре поверхности металла и самого хемо-сорбированного слоя дает метод дифракции медленных электронов ( ДМЭ, см. гл. Правда, теперь это относится к поверхностным атомам никеля, поскольку вследствие низкой плотности электронов метод ДМЭ не детектирует атомов водорода. [15]
Страницы: 1 2 3