Глубина - выход
Cтраница 4
Особо следует отметить, что фронтовая неустойчивость появляется, как правило, при выходе детонации на стационарный режим и при ее затухании. В связи с этим следует обратить внимание на некоторую неопределенность в установлении глубины выхода детонации на стационарный режим. Дело в том, что резкое ускорение фронта сопровождается потерей устойчивости, что затрудняет регистрацию момента формирования стационарной детонации. Литературные данные по глубине выхода детонации на стационарный режим существенно отличаются, что связано с тем, что разные авторы используют отличные признаки процесса выхода на стационарный режим. [46]
Эти три спектрографических метода эффективны для анализа поверхностей вследствие значительной информации, получаемой при возбуждении нескольких первых атомных слоев. Недавний обзор [40] показал, что глубина выхода электронов, как правило, в два раза меньше для ЭОС чем для РФЭС ( преимущественно вследствие более низких значений кинетической энергии выбиваемых электронов) и что глубина выхода электронов в методе УФЭС может значительно изменяться. Типичными интервалами глубин являются: для ЭОС - 0 2 - 2 4 нм, для РФЭС - 0 7 - 4 0 нм и для УФЭС - 0 3 - 5 0 нм. Эти вариации в глубинах выхода электронов являются причиной трудностей количественных измерений. Метод ЭОС использовался более часто и более успешно для зтой цели, чем другие два метода. Посредством подбора подходящей линии спектра с соответствующей энергией метод РФЭС может быть использован для количественных измерений. [47]
 |
Спектр электронных энергетических потерь в GaP.| Схематическое изображение процессов, происходящих при ЭОС. [48] |
Важнейшим параметром в описанных методах является толщина анализируемого слоя. Поэтому толщина анализируемого слоя охватывает несколько сотен монослоев, и спектры характеризуют объемные свойства при условии, что приняты меры, обеспечивающие достаточную чистоту поверхности. Если испускаемыми частицами являются электроны, то толщина анализируемого слоя соответствует глубине выхода этих электронов, которая зависит от их энергии. При столь малых значения глубины выхода полученная информация характеризует скорее поверхностные, чем объемные свойства. [49]
Наибольшая эффективность в этом случае достигается при использовании полупроводника р-типа. Так, на атомно чистую поверхность полупроводника наносят, например, монослой цезия В результате на поверхности появляется дипольный слой, благодаря чему энергетические зоны изгибаются вниз На фиг. ПОр соответствует началу фотоэмиссии, когда фотоны поглощаются на расстоянии / от поверхности полупроводника, называемом глубиной выхода оптически возбужденных электронов Электроны с энергией, превышающей энергию электрона в вакууме ЕВак, и скоростями, направленными к поверхности, могут эмиттироваться из полупроводника, если они не претерпевают столкновений С большой вероятностью происходит процесс туннелирования через тонкий потенциальный барьер на границе между двумя материалами. Таким образом, эффективное электронное сродство Хэфф оказывается намного меньше, чем электронное сродство поверхности полупроводника х; эта же величина в свою очередь существенно меньше, чем электронное сродство х поверхности без покрытия. [50]
Синхротрон - это источник импульсного, стабильного, линейно поляризованного излучения, которое непрерывно изменятся от длин волн видимого света до длинноволнового рентгеновского излучения. В отношении возможностей спектроскопических исследований использование синхротронного излучения дает существенные преимущества. По сравнению с методом УФЭС детальные исследования не ограничиваются только валентными электронными оболочками, а могут проводиться и для глубоких электронных уровней атомной системы. Изменяя энергию падающих фотонов, а следовательно, и глубину выхода фотоэлектронов, можно регулировать чувствительность метода к поверхностным явлениям. Линейная поляризация синхротронного излучения легко позволяет исследовать поляризационные и угловые зависимости. Импульсный характер синхротронного излучения позволяет проводить исследования в очень короткие периоды времени. [52]
Что именно определяет выбор УФ газоразрядной лампы или рентгеновской трубки. Другим аспектом яляется тот факт, что фотоэлектроны, испускаемые при возбуждении УФ фотонами, имеют энергии вблизи минимума кривой на рис. 8.5 и, следовательно, глубину выхода около 5 А. Такие электроны зондируют область, очень близкую к поверхности. Это может быть преимуществом при исследовании эффектов, связанных с поверхностью, но привести к искажениям спектров, связанных с объемными свойствами. Фотоны, соответствующие линии Ка А1, создают электроны с энергиями около 1 4кэВ и глубинами выхода около 40 А. При этом спектры соответствуют объемным свойствам. Фотоэмиссия с угловым разрешением часто исследуется с помощью газоразрядных ламп, хотя в идеале следовало бы использовать синхротронное излучение для достижения лучшего отношения сигнал-шум. [53]
Фактор шероховатости поверхности вещества R, влияющий в основном на низкоэнергетические линии фотоэлектронов, в целом для метода РЭС менее важен, чем для метода ЭОС. Сечение фотоионизации Х - уровня атома, определяющее как абсолютную, так и относительную интенсивность линий РЭ-спектра, зависит от энергии рентгеновского излучения, энергии ионизации атомного уровня, электронной плотности на данном уровне и порядкового номера Z атомов анализируемого элемента. Отметим, что, во-первых, с увеличением энергии фотонов выше значения энергии ионизации данного уровня атома сечение фотоионизации Фф ( йг / 5с) монотонно уменьшается; во-вторых, сечение фотоионизации возрастает - Z4, что позволяет анализировать методом РЭС тяжелые элементы при относительно малых концентрациях в пробе; в-третьих, как показали экспериментальные и теоретические результаты, сечение фотоионизации обычно меньше, чем сечение ионизации электронной бомбардировкой. Зависимость сечения фотоионизации от энергии фотонов позволяет более подробно исследовать эффекты взаимодействия при образовании химических связей между атомами. Поскольку энергетическая зависимость сечения фотоионизации данной электронной орбитали в молекуле зависит от характера орбитали, особенности данной орбитали могут быть найдены из анализа отношения сечений фотоионизации при различных энергиях фотонов. По-видимому, причинами увеличения глубины выхода фотоэлектронов относительно оже-электронов являются: во-первых, сравнительно высокие значения энергий линий фотоэлектронов в методе РЭС; во-вторых, слабое поглощение рентгеновского падающего излучения по сравнению с электронными пучками близких энергий; в-третьих, отсутствие в методе РЭС обратного рассеяния падающего электронного пучка. [54]
Mg-Ba), к-рые иногда применяются в приборах, чувствительных к УФ-излучению. В таких полупроводниках глубина выхода фотоэлектронов достигает неск. В результате значит, часть фотоэлектронов имеет возможность выйти в вакуум. Кроме того, в приповерхностной области таких Ф, существует электрич. Именно эти два обстоятельства обусловливают высокий квантовый выход фотозмиссии таких полупроводников. Еще более высоким квантовым выходом обладают полу проводники с отрицат. В этом случае в вакуум могут выйти не только горячие, но и термализованные фотоэлектроны, глубина выхода к-рых равна диффузионной длине неосновных носителей заряда и достигает неск. [55]
Фактор шероховатости поверхности вещества R, влияющий в основном на низкоэнергетические линии фотоэлектронов, в целом для метода РЭС менее важен, чем для метода ЭОС. Сечение фотоионизации Х - уровня атома, определяющее как абсолютную, так и относительную интенсивность линий РЭ-спектра, зависит от энергии рентгеновского излучения, энергии ионизации атомного уровня, электронной плотности на данном уровне и порядкового номера Z атомов анализируемого элемента. Отметим, что, во-первых, с увеличением энергии фотонов выше значения энергии ионизации данного уровня атома сечение фотоионизации Фф ( йг / 5с) монотонно уменьшается; во-вторых, сечение фотоионизации возрастает - Z4, что позволяет анализировать методом РЭС тяжелые элементы при относительно малых концентрациях в пробе; в-третьих, как показали экспериментальные и теоретические результаты, сечение фотоионизации обычно меньше, чем сечение ионизации электронной бомбардировкой. Зависимость сечения фотоионизации от энергии фотонов позволяет более подробно исследовать эффекты взаимодействия при образовании химических связей между атомами. Поскольку энергетическая зависимость сечения фотоионизации данной электронной орбитали в молекуле зависит от характера орбитали, особенности данной орбитали могут быть найдены из анализа отношения сечений фотоионизации при различных энергиях фотонов. По-видимому, причинами увеличения глубины выхода фотоэлектронов относительно оже-электронов являются: во-первых, сравнительно высокие значения энергий линий фотоэлектронов в методе РЭС; во-вторых, слабое поглощение рентгеновского падающего излучения по сравнению с электронными пучками близких энергий; в-третьих, отсутствие в методе РЭС обратного рассеяния падающего электронного пучка. Естественно, что глубина выхода фотоэлектронов зависит от угла падения к исследуемой поверхности твердого тела, и при уменьшении этого угла глубина резко уменьшается. [56]
Страницы: 1 2 3 4