Рассеяние ионов

Рис. 10.3-6. POP Спектры обратного рассеяния ионов на кремнии с тонкой пленкой никеля (1000 А), о-в случае четкой границы б —после отжига, приведшего к образованию более толстого слоя N 28 . Оценив АЕ из толщины пленки и зная интегральные площади пиков (заштрихованная область), можно определить стехиометрию слоя силицида, образовавшегося при отжиге [10-5].

Спектрометрия рассеяния ионов низких знергии (рассеяние медленных ионов, РМИ) [c.354]

Спектроскопия рассеяния ионов Масс-спектрометрия вторичных ионов (МСВИ) Магнитная восприимчивость. [c.12]

Спектрометрия рассеяния ионов низких энергий (рассеяния медленных ионов, РМИ) занимает особое место среди методов анализа поверхности, поскольку рассеяние происходит исключительно на первом атомном слое поверхности образца. Так происходит потому, что ионы благородных газов низких энергий, проникая в твердое тело, нейтрализуются (вследствие их высокого потенциала ионизации) при неупругих электронных взаимодействиях. Таким образом, можно зарегистрировать только те ионы, которые претерпевают упругие столкновения непосредственно на поверхности твердого тела. РМИ является единственным методом, чувствительным к верхнему монослою, независимо от того, какие атомы находятся в глубине образца. Монослойной чувствительности в других методах можно достичь только в том случае, если поверхностный слой отличается по составу от нижележащих слоев (например, пленка адсорбированных молекул на металлической поверхности). [c.354]

Поясним суть этого явления на примере дифракции в кристалле хлористого цезия. В качестве элементарной ячейки кристалла хлористого цезия (см. рис. 55) можно выбрать куб, в вершинах которого находятся ионы цезия, а в центре — ион хлора. Рассеяние рентгеновского излучения происходит в результате взаимодействия излучения с электронами, находящимися на внутренних электронных слоях. Число таких электронов у иона цезия существенно больше, чем у иона хлора, и можно в первом приближении рассмотреть рассеяние только на ионах цезия, пренебрегая вкладом в рассеяние ионов хлора. [c.160]

Наибольший вклад в когерентное рассеяние вносят внутренние электроны атома. Внешние электроны атома обусловливают интенсивное когерентное рассеяние при малых углах. Это отчетливо видно из рис. 2.3,а, на котором представлено радиальное распределение электронной плотности 15 25 2р 35 3р электронов иона К . Там же показаны (рис. 2.3,6) соответствующие им /-кривые рассеяния. Из рисунка видно, что чем дальше от ядра находится данная группа электронов, тем быстрее убывает соответствующая ей /-функция с углом рассеяния. Действительно, сравнивая /-кривые для Ь -,25 - и Зз -электронов иона K видим, что значение/1 , обусловленное рассеянием Ь -электронов (Г1 = 0,03 А), почти не изменяется с углом рассеяния / п — кривая, обусловленная рассеянием 25 -электронами г = 0,18 А), монотонно спадает, в то время как для /з -кривой (гз = 0,6 А) характерно быстрое убывание с переходом в область отрицательных значений с последующей сильно затухающей осцилляцией около оси абсцисс. Амплитуда суммарного рассеяния иона [c.31]

ISS спектрометрия рассеяния ионов [c.21]

Методы, основанные на рассеянии ионов [c.348]

Спектрометрию рассеяния ионов низких энергий используют в основном для фундаментальных исследований (например, адсорбции) благодаря ее уникальной поверхностной чувствительности. [c.355]

Схематичное изображение экспериментальной установки для резерфордовского обратного рассеяния представлено на рис. 10.3-1. Коллимированный пучок ионов гелия (Не +) с энергиями 1-3 МэВ, сфокусированный до диаметра в несколько нанометров, попадает на плоский образец. Спектр обратнорассеянных ионов гелия регистрируется при помощи энергодисперсионного поверхностно-барьерного детектора. Обычно подобные установки оснащены кремниевыми твердотельными детекторами с тонкой пленкой золота. Налетающий ион гелия генерирует в полупроводнике множество электронно-дырочных пар, количество которых пропорционально его кинетической знергии. Таким образом регистрируется спектр обратно-рассеянных ионов в энергодисперсионном режиме с разрешением 10-20 кэВ (см. также описание энергодисперсионного 81(Ь1)-детектора рентгеновского излучения, работающего по тому же принципу). [c.348]

На рис. 10.3-3 показано это соотношение для случая рассеяния от тонкого монослойного покрытия, состоящего из Au, Ag и Си на подложке из легкого элемента (кремния). Можно видеть, что потери энергии (Eq — Ei), обусловленные упругими столкновениями, существенно различаются для данных трех видов атомов из-за различия в атомных массах. На этом основано разделение вкладов различных атомов в интенсивность рассеянных ионов. Разрешающая способность по массам метода POP уменьшается при увеличении массы атомов мишени и для более легких элементов составляет примерно 2. Это означает, что на энергетической шкале можно разделить массы с разностью ДМ = 2. [c.349]

На примере, приведенном на рис. 10.3-3, пики рассеянных ионов от Au, Ag и Си узкие —их ширина определяется разрешением детектора. Причина заключается в том, что эти металлы присутствуют в слое толщиной лишь в один монослой. [c.349]

В спектре обратного рассеяния кремния содержится достаточно широкий пик, расширяющийся от крутого края вниз до (практически) нулевой энергии рассеянных ионов. Это можно объяснить тем, что ионы гелия, проникающие в твердое тело, проходят через море электронов между ядрами. В результате кулоновского взаимодействия между ионами гелия Не + и электронами [c.349]

Рис. 10.3-5. POP Спектр обратного рассеяния ионов гелия с энергией 3,0 МэВ, падающих на алюминиевую пленку толщиной 4000 А, покрытую с обеих сторон золотыми маркерами (три монослоя) в = 170°) [10-5].

После обсуждения вопросов, касающихся энергии рассеянных ионов, рассмотрим интенсивности пиков в спектре рассеяния. Вероятность того, что налетающий ион в результате упругого столкновения претерпит обратное рассеяние, определяется дифференциальным сечением рассеяния da/dQ. [c.352]

Ускоренные ионы, например Оа +, Ве "+, 1п +, 5п + и др. [63, 64], при прохождении через вещество могут вызвать химические реакции подобно ускоренным электронам. Однако, поскольку рассеяние ионов (с энергией 1—3 МэВ) существенно меньше рассеяния электронов, существует возможность при помощи ионной литографии достигать высоких степеней разрешения [65]. Фокусированный пучок ионов можно сканировать подобно потоку электронов, что может быть использовано для непосредственного образования структур с высокой плотностью элементов в разных полимерных материалах, например в ПММА [63]. Разрешение определяется рассеянием ионов и возникающих вторичных электронов. [c.43]

Г. Рассеяние ионов Если пучок моноэнергетических ионов массой Mj упруго рассеивается на атомах поверхности массой Ма (рис. V-24), то в соответствии с законом сохранения импульса и энергии [c.235]

Упругие столкновения молекул определяют явления переноса в газах диффузию (перенос частиц), вязкость (перенос нмпульса), теплопроводность (перенос энергии). Соответствующие коэф. переноса определяются эффективными сече-ниями упругого рассеяния частиц. Сечение рассеяния атомов или молекул на большие углы наз, газокинетич, сечением оно составляет по порядку величины 10 см . Подвижность ионов в газовой фазе также связана с сечением рассеяния иона на атоме или молекуле (см. Ионы в газах). Неупругие столкновения могут приводить к разл, процессам переходам между электронными, колебат, или вращат. состояниями молекул, ионизации, диссоциации, разл, хим, р-циям между частицами и др, каждый из этих процессов характеризуется соответствующим сечением. Напр,, столкновение двух молекул А и В, приводящее к хим. р-ции с образованием продуктов СиО, рассматривают с учетом квантовых состояний исходных молекул (обозначаются индексами I, J) и продуктов (индексы к, I) (см. Динамика 870 [c.439]

Рис. У-24. Схема опыта по рассеянию ионов [122].

Энергию иона, упруго рассеянного под глом О при однократном парном столкновении, можно рассчитать по ф-те t = F ( + М/т) osO -I- [(Л/"/т ) - ып-0] - = = КЕ где энергия первичных ионов, Л/-масса атомов образца, ш-масса первичных ионов, К-коэф рассеяния ионов Формула справедлива при Л//т > 1 Зная величины т О а также заряд (степень нейтрализации) рассеянных частиц и измерив Е можно рассчитать М и идентифицировать поверхностные атомы [c.258]

В спектроскопии рассеяния быстрых ионов в качестве источника первичных ионов (в осн а-частиц) используют электростатич генератор, тандемный ускоритеть ионов или циклотрон Ускоритель ионов должен давать высокомоио-хроматичные пучки первнчных ионов в широком интервале Для регистрации энергетич спектра рассеянных ионов обычно применяют полупроводниковый детектор (с разрешением 5-20 кэВ) в сочетании с многоканальным анализатором импульсов [c.258]

В динамич. анализаторах разделение ионов происходит под воздействием импульсных или радиочастотных электрич. полей с периодом изменения меньшим или равным времени пролета ионов через масс-анализатор. Ионы с разл. значениями m/z, как правило, разделяются по времени пролета определеЕгаого расстояния. Давление в анализаторах должно быть достаточно низким ( 10 Па), чтобы избежать рассеяния ионов на молекулах остаточных газов. [c.660]

Достоинства Э. простота и быстрота измерений (имеются автоматич, эллипсометры), возможность производить их в ходе процесса (in situ), в вакууме, при высоких т-рах, в афессивных средах кроме того, при экспериментах пов-сти не зафязняются и не разрушаются. Недостаток метода -трудность правильного выбора модели отражающей системы и интерпретации результатов измерений. Поэтом наиб, перспективно сочетание Э. с др. методами исследования пов-сти, напр, с оже-спектроскопией, УФ и рентгеновской спектроскопией, методами дифракции электронов и рассеяния ионов. [c.475]

В современных масс-спектрометрах электростатическое поле предшествует электромагнитному. На положительный ион, находящийся в электростатическом поле, действует сила в направлении данного поля. Траектория иона в поле при этом искривляется. В радиальном электростатическом поле, всегда перпендикулярном направлению пролета ионов, радиус кривизны траектории ионов зависит от энергии иона и напряженности электростатического поля. Электростатическое поле представляет собой анализатор энергии вместо анализатора массы и способствует ограничению рассеяния ионного пучка, перед тем как последний войдет в маг-11ИТН06 поле. Рассеяние энергии является одним из основных фак- [c.370]

MEIS спектроскопия рассеяния ионов средних энергий [c.21]

Резерфордовское обратное рассеяние (POP) Рассеяние ионов средних энергий (MEIS) Рассеяние медленных ионов (РМИ) [c.347]

Спектрометрия рассеяния ионов низких энергий является единственным методом, дающим информацию исключительно о верхнем монослое поверхности вне зависимости от составй подложки. [c.354]

Были подтверждо ны также некоторые факты, связанные с явлениями в растворах. Так, в ходе димеризации карбоновых кислот линии комбинационного рассеяния, обязанные своим пропсхождепием исходным карбонильной п гидроксильной группам, оказываются измененными. Большое сходство спектра комбинационного рассеяния иона тетраметиламмонпя [(СНз)4К] со спектром третичного бутана ((>Н. )4С подтверждает тетраэдрическое строение, приписываемое этому нону стереохимией. При изучении спектров комбинационного рассеяния водных растворов азотной и серной кислот умеренных концентраций былп получены ясные доказательства существования молекул, недиссоциированных на ионы. [c.435]

Появление хлорид-ионов в природных водах связано с вымыванием хлоридов из осадочных пород и колоссальных залежей Na l, а также из продуктов выветривания магматических пород, в которых хлор содержится в виде хлорапатита попадает в воду и в результате вулканических выбросов. Наконец, широкому рассеянию ионов хлора содействует промышленная и физиологическая деятельность человека ион С1 не усваивается, живыми организмами. [c.177]

Рассеяние ионов (см. разд. У-6Г). На поверхность падает сфокусированный иучок ионов определенной скорости (т. е. энергии). Можно изучать как дифракцию, так и иеупругое рассеяние. [c.225]

Как следует из уравнений (У-38) и (У-39), энергия рассеянных ионов в значительной мере определяется массой рассеивающих атомов 5 на поверхности. Изучая энергию рассеянных ионов, можно провести своего рода масс-спектрометрический анализ состава поверхности. Пример полученного таким образом спектра показан на рис. У-25. Для анализа поверхности можно использовать как ионые, так и молекулярные пучки, правда, для определения Е последних необходимо дополнительно иметь селектор скоростей частиц. [c.235]

Информацию о поверхностном составе металлов получают с помощью ряда методов. Так, например, можно полностью удалять из образца атомы и идентифицировать их масс-спектрометрически. Процесс рассеяния ионов тоже чувствителен к составу поверхности. Данные по адсорбции газов можно объяснить, исходя из состава поверхности, по крайней мере в благоприятных случаях полезны и измерения спектроскопических или термодинамических свойств, характеризующих взаимодействие адсорбат—адсорбент. Идентифицировать поверхностный атом можно, основываясь на его электронной структуре (определяемой зарядом ядра) щироко применяется микрозондовый анализ (электронно- и фотонно-зондовый в принципе можно также использовать ионно-зондовый анализ, но для аналитических целей он применяется редко и далее не рассматривается). Химическое окружение поверхностного атома в определенных обстоятельствах можно исследовать методом мёссбауэровской спектроскопии. [c.412]