Ионный проектор
Cтраница 2
Увеличение разрешающей способности ионного проектора по сравнению с электронным объясняется, кроме уже упомянутого уменьшения скоростей, также и тем, что в ионном проекторе можно увеличить ускоряющее напряжение, не боясь очень большого роста плотности тока на острие, кроме того, уменьшается влияние дифракции дебройлевскпх волн на острие, так как ионные но. [16]
Физические основы работы низкотемпературного гелиевого ионного проектора довольно просты, несмотря даже на то что механизм образования изображения пока еще не ясен во всех деталях. Объект в форме тонкой иглы с радиусом острия в несколько сотен ангстрем вмонтирован в колбу автоэлектронного проектора, в которую вводят - 1 10 - 6 мм рт. ст. гелия; его давление при этом таково, что средняя длина свободного пробега иона как раз сравнима с расстоянием между острием и экраном. [17]
При исследовании в ионном проекторе было найдено [41], что адсорбированные атомы азота мигрируют при Г-400 К по областям, окружающим плоскости 111 вольфрама. К; однако, известно, что адсорбированные атомы вольфрама при таких низких температурах совершенно лишены подвижности [83] и поэтому должны оставаться на своих местах. [18]
Возможность наблюдения в ионном проекторе индивидуальных атомов или молекул, связанных с поверхностью, зависит от нескольких параметров, которые трудно предсказать и можно установить только эмпирически. [19]
Для успешных исследований методом ионного проектора объект должен иметь радиус порядка 1000 А или менее. При этом умеренные величины напряжения - порядка 10 - 20 кв - достаточны, чтобы без опасности пробоя получить поля, необходимые для возникновения изображения. Такое условие исключает необходимость термообработки для удаления загрязнений, поскольку энергии активации десорбции кислорода, водорода, азота и окиси углерода превышают энергию активации поверхностной миграции даже для вольфрама. Уже воздействие одной только термической десорбции способно быстро вывести эмиттер из строя. [20]
Несмотря на эти ограничения, ионный проектор может дать уникальную информацию о структуре поверхности. [21]
За последнее время с помощью ионного проектора, который имеет разрешающую способность в 2 - 3 А, удается получать ( фиг. Однако пока изображение получается несколько несовершенным, с искажениями, и не все атомы выявляются. [22]
Адсорбированная окись углерода изменяется в ионном проекторе значительно меньше, чем кислород. В отличие от азота СО, вероятно, занимает плоскости 110 даже при комнатной температуре. Это говорит ве только о существенном различии во влиянии поверхностной структуры на различные молекулы / но также свидетельствует о том, что появление индивидуальных центров эмиссии не служит доказательством их химического строения. [23]
В данном разделе обсуждаются пути использования ионного проектора для изучения адсорбционных явлений, причем обращается особое внимание на возможности обнаружения отдельных атомов газа. [24]
Обстоятельнее с возможностями исследований с помощью ионного проектора читатель может ознакомиться по сб. [25]
Исходя из результатов, полученных с помощью ионного проектора, Брилль, Рихтер и Рух [67] пришли к заключению, что азот адсорбируется преимущественно на грани ( 111) железа. Согласно представлению Руха, основанного на теории химической связи, хемосорбция молекулярного азота обусловлена перекрыванием заполненной л-орбитали N2 и незаполненной низкоэнергетической поверхностной орбитали Fe, При этом связь в молекуле N2 ослабляется. Благодаря адсорбции N2 поверхностная энергия грани ( 111) уменьшается, и эта грань становится равновесной. Промышленный железный катализатор восстанавливают в потоке азото-водородной смеси, что создает условия для образования граней ( 111) на поверхности кристаллов. [27]
Результатом дальнейшего развития автоэлектронной микроскопии является создание ионного проектора ( Мюллер, 1951 г.), который воспроизводит объекты с помощью ионных потоков и обладает большей разрешающей способностью. Монокристаллическое острие нити служит в этом случае анодом. В ионном микроскопе адсорбированные на анодном острие атомы ионизируются и попадают благодаря электрическому полю на люминесцирующий экран, дающий изображение. Наполнение надлежащим газом, например гелием ( гелиевый ионный проектор), обеспечивает достаточную ионизацию на металлическом острие. [28]
Перед тем как переходить к описанию действия ионного проектора и дать сведения о его применении, следует выяснить, какое разрешение имеет электронный проектор. На первый взгляд кажется, что разрешение связано с дебройлевской длиной волны электронов, создающих изображение. Однако при внимательном рассмотрении этого вопроса становится ясно, что нужно учитывать длину волны электронов, ударяющихся об экран, которая соответствует конечному напряжению и потому очень мала. [29]
При исследовании поверхностных структур к вакууму в ионном проекторе предъявляют лишь минимальные требования. Поле приблизительно 4 5 s / A, требуемое для получения хороших ионных изображений с гелием, вообще говоря, достаточно для ионизации любых присутствующих реакционноспособных молекул газа и ускорения их в направлении экрана, прежде чем они смогут приблизиться к поверхности. Поэтому острие, которое само формируется и очищается в процессе десорбции полем, должно оставаться чистым, если его охлаждать жидким водородом для предотвращения миграции примесей по его стержню, не подверженному воздействию поля. При более высоких температурах примеси могут отлагаться на поверхности за счет диффузии. В противоположность этому изучение адсорбционных процессов требует очень высокой чистоты ионного проектора. Точной идентификации поверхностных изменений можно достичь только в том случае, если все посторонние, способные адсорбироваться вещества удалены из колбы проектора. [30]
Страницы: 1 2 3 4