Адсорбция ионная бомбардировка

Процесс глубокой очистки поверхности металлического образца термообработкой и (или) ионной бомбардировкой неизбежно сопровождается удалением некоторого количества металла, который осаждается в вакуумной камере. Даже если его количество мало, это может заметно влиять на исследование адсорбции (и катализа). Например, очень тонкая металлическая пленка (10- г/м ) состоит из отдельных и редко расположенных весьма мелких кристаллитов, однако в пределах заданной удельной поверхности подложки общая поверхность металлической пленки вполне может быть равна поверхности, на которой осаждены кристаллиты. Чтобы воспрепятствовать адсорбции (или каталитической реакции), можно поддерживать достаточно низкую температуру металла. Поскольку адсорбция многих газов, таких, как кислород, водород или окись углерода, на переходных металлах идет с высокой скоростью даже при 77 К, использование указанного способа для подавления нежелательной адсорбционной активности весьма ограниченно чаще его применяют при каталитических исследованиях, так как не многие каталитические реакции быстро протекают при 77 К. Если подавить нежелательную активность за счет разной температуры невозможно, очищенный образец металла необходимо изолировать от металла, осажденного в процессе очистки. С этой целью необходимо перенести через запираемое отверстие в другую часть вакуумной установки или очищенный образец, или осажденный металл. Выбор определяется характером исследуемой реакции и типом металлического образца. Поэтому, [c.344]

Первоначально относительно высокая быстрота действия насоса по этим газам постепенно уменьшается, особенно для гелия, не образующего с титаном твердых растворов. При бомбардировке материала катода ионами тяжелых газов или при нагреве его разрядом до температуры свыше 470 К наблюдается обратное выделение легких газов. Тяжелые инертные газы — аргон, криптон и ксенон — откачиваются благодаря адсорбции ионов катодом. Вследствие больших молекулярных размеров диффузия этих газов в катод затруднена, и первоначально высокая быстрота действия насоса по этим газам резко уменьшается. Поглощение этих газов происходит в основном на периферийных участках ячеек катодов, куда наносится титан, интенсивно распыляемый тяжелыми ионами из центральных частей ячеек катодов. При откачке аргона с давлением около 10 Па и при длительной откачке воздуха с давлением больше 10 Па, содержащего 1 /о аргона, наблюдаются резкие периодические повышения давления, называемые ар гонной нестабильностью. Тем не менее присутствие аргона с парциальным давлением меньше 10 Па при [c.149]

Зарядка частиц в электрическом поле короны происходит вследствие адсорбции ионов поверхностью частиц во внешней зоне коронного разряда при а) бомбардировке частиц ионами, движущимися по направлению силовых линий электрического поля, и б) присоединении к частицам ионов, участвующих в тепловом движении газовых молекул. [c.38]

Все эти варианты механизмов имеют слишком общий характер. Попытки выяснить пути полимеризации и роль различных частиц для ряда конкретных систем дают широкий набор фактов, подтверждающих или опровергающих отдельные стадии. Так, например, при излучении полимеризации виниловых мономеров в плазме установлено полимерная пленка образуется только на электродах, скорость роста пленки возрастает с увеличением давления до некоторой величины, зависящей от плотности тока скорость роста пропорциональна плотности тока до некоторого определенного значения последнего скорость роста увеличивается с уменьшением температуры подложки [644]. Из этих фактов сделаны выводы о том, что полимеризация идет по первому варианту механизма адсорбция с бомбардировкой ионами. При низких давлениях лимитирующей стадией является адсорбция мономера, с ростом количества адсорбированных молекул (давления) увеличивается скорость роста пленки. Увеличение плотности тока приводит к увеличению активации мономера до тех пор, пока скорость активации не превысит скорости адсорбции. Тогда получается насыщение по плотности тока. Уменьшение температуры дает ускорение адсорбции и т. д. [c.272]

Применение ионного проектора для адсорбционных исследований еще только начинается. Поэтому пока трудно проводить подробное сравнение достижений, полученных с применением этого метода и методов флэш-десорбции и обычного электронного проектора. В настоящее время число систем, которые можно успешно исследовать в ионном проекторе, ограничено вследствие того, что для получения изображения требуются мощные поля, а также из-за десорбции адсорбированного слоя под влиянием поля и электронной бомбардировки. Однако огромная важность ионного проектора как метода исследования адсорбции совершенно очевидна из уже выполненных работ, а дальнейшие технические усовершенствования должны сильно расширить область его применения. [c.248]

Результаты, полученные для таких металлов, как вольфрам, никель и платина, показывают, что количество поглощенного газа увеличивается с увеличением энергии бомбардирующих ионов и становится эквивалентным покрытию монослоем всей поверхности при энергии ионов 5000 эв. Для удаления адсорбированного газа требуется температура порядка 700—800 К, следовательно, энергия связи адсорбированных молекул много больше, чем в случае простой физической адсорбции. Отмечается, что ионы могут вытеснять молекулы, адсорбированные ранее на поверхности, и занимать их место. Найдено также, что бомбардировка ионами способствует выделению примесей, таких, 1 ак калий и натрий, из металлических мишеней. Особенно это относится к вольфраму, где после бомбардировки ионами и последующего нагревания происходит быстрое выделение (вспышка) положительных ионов калия и натрия с поверхности мишени.. [c.534]

В настоящей работе описываются опыты по определению адсорбции газовых ионов на металлических и стеклянных поверхностях. Работа ограничивается почти исключительно ионами инертных газов—гелия, неона, аргона и криптона. Было проведено лишь небольшое количество опытов с азотом и кислородом. Применяемый метод состоит скорее в определении десорбционных свойств, чем адсорбционных после сорбции на поверхности мишени прп бомбардировке ее попами удаляли газ нагреванием. Система непрерывно откачивалась количество выделяющегося газа определяли интегрированием давления по времени. Преимущество этого метода но сравнению с методом работы в замкнутой системе состоит в том, что сорбция может быть проведена в простых и легко контролируемых условиях при постоянном и низком фоновом давлении. Однако такой метод не позволял провести точного сравнения количеств выделившегося [c.534]

Частицы размером намного меньше 1 мк приобретают заряд при адсорбции ими ионов, частицы крупнее 1 мк заряжаются вследствие их бомбардировки ионами. [c.121]

Было замечено [1], что чувствительность термоэлектронного манометра к различным газам пропорциональна числу электронов в их молекулах. Чувствительность ионизационного манометра к парам масла значительно превышает чувствительность к аргону или азоту. Значение чувствительности может сильно изменяться в процессе работы манометра, что можно объяснить адсорбцией паров масла на сетке манометра, разложением молекул масла при электронной бомбардировке на более легкие составляющие, которые могут десорбироваться с сетки в виде положительных ионов. Это приводит к тому, что чувствительность манометра по парам масла может изменяться в 2—2,5 раза по сравнению с первоначальной величиной. [c.104]

Существование этого изменения характера адсорбции подтверждается экспериментальными данными. Мейер [252] проводил бомбардировку ионами калия нитей платины, меди и алюминия, покрытых адсорбированным натрием, и во время происходящего при этом испарения натрия наблюдал в спектре линию В натрия. Ионы натрия, которые десорбируются, повидимому, под влиянием бомбардировки ионами калия, во время испарения превращаются в атомы, проходя через несколько возбужденных состояний, вызывающих испускание света. В том случае, когда количества адсорбированного натрия малы, испускание света не наблюдается. Оно становится более заметным при увеличении количества адсорбированного натрия, затем проходит через максимум и, наконец, снова уменьшается в присутствии более значительных количеств адсорбированного натрия. Это явление объясняется тем, что при низких значениях 0 натрий освобождается с поверхности в виде ионов, при более высоких значениях эти ионы нейтрализуются, переходя в атомы, а при еще более высоких значениях 6 натрий находится на поверхности в виде атомов, которым нет необходимости нейтрализоваться при десорбции. [c.138]

Такая возможность имеет значение не только для правильной интерпретации изменений эмиссии, но и для сведения к минимуму влияния ионной бомбардировки. Электроны, летяшие к экрану, могут ионизировать находящиеся в трубке молекулы газа. Возникающие ионы разгоняются в направлении к острию, где они могут вызвать существенное изменение эмиссионных свойств. Подобные явления наблюдаются уже при умеренно низких давлениях. Например, серия фотографий [45], показанных на рис. 44, получена для аргона при давлении 10" мм рт. ст. При температуре 79° К практически адсорбция п< 10 молекул 1см ) аргона на поверхности вольфрама должна отсутствовать. Изменения в изображении возникают исключительно из-за бомбардировки в течение интервалов (составляющих в целом 4 мин при переходе от Л к В и от б к С), в которых при включенном поле периодически проверяется эмиссия. При более низких температурах (7 20° К) бомбардировка будет накладываться на эффекты, обусловленные адсорбцией, и осложнять интерпретацию изменений в изображении. [c.186]

Вследствие низкой проникающей способности электронов интенсивность дифракционного рассеяния от решетки никеля при адсорбции кислорода на его поверхности уменьшается. Степень уменьшения рассеяния с увеличением экспозиции для Подвергнутых ионной бомбардировке поверхносгей почти не зависит от интенсивности прогрева. Однако различие в плотности дефектов приводит к тому, что дифракционное рассеяние от кристаллической решетки газа значительно сильнее на поверхности, подвергнутой незначительному прогреву, чем на хорошо прогретой поверхности. Если бы поглощение рассеяния ст никеля обусловливалось присутствием кристаллической решетки газа, то следовало бы ожидать большего поглощения на поверхностях, подвергнутых незначительному нагреванию. Так как это не имеет места, то поглощение следует приписать главным образом наличию на поверхности аморфной структуры, не зависящей от плотности дефектов. [c.333]

Магнитные манометры, так же кар и термоэлектронные, обладают откачивающим действием. Скорость откачки магнитных преобразователей обычно выше, чем термоэлектронных. Большое значение чувствительности и высокое ускоряющее напряжение обусловливают образование в магнитных преобразователях большего числа положительных ионов высокой энергии, чем в термоэлектронных преобразователях. А это приводит к лучшему распылению материала катода и усилению ионной откачки. Откачка химически активных газов происходит благодаря их химическому взаимодействию с материалом катода во время ионной бомбардировки. Распыление катода осуществляется в этом случае в виде химических соединений. Непрерывно обновляемая свеженапы-ленная пленка на поверхности анода и стенках манометра также обладает откачивающим действием. Быстрота откачки газов такой пленкой обычно пропорциональна площади напыленной поверхности. Благодаря физической адсорбции молекул газа на пленке возможна непрерывная откачка как химически активных, так и не взаимодействующих с материалом катода, но хорошо адсорбируемых газов. Откачка легких газов, в том числе и инертных, с небольшим эффективным радиусом молекулы, осуществляется путем ионной откачки во время ионной бомбардировки в материале катода и последующей диффузией по всему объему катода. [c.135]

Было установлено, что количество Ог на поверхности стали, очищенной ионной бомбардировкой от окислов, линейно возрастало с увеличением длительности действия кислорода, как в статических условиях, так и при трении. При воздействии сероводорода на поверхность стали в oлie- пeктpax появляется резко выраженный пик серы, свидетельствующий об адсорбции молекул сероводорода на поверхности, но с отщеплением водорода, т. е. на поверхности стали остается только сера. То же самое было обнаружено и для других металлов, в том числе для меди. [c.12]

Так как поверхность германия и кремния всегда покрыта окисной пленкой, то для исследования адсорбции газов важно разработать метод очистки этих полупроводников. В ряде работ, яроведенпых в последние годы, этому вопросу уделялось большое внимание. Для очистки поверхности германия и кремния Фарп-сворс и сотрудники [5], Гандлер [6] и другие [7] использовали метод ионной бомбардировки. [c.35]

Предполагается, что непрекращающееся броуновское движение коллоидных частиц обусловлено непрерывной бомбардировкой их молекулами дисперсионной среды. Коллоидные частицы не соединяются в более крупные частицы и не осаждаются. Это объясняется тем, что все они несут электрические заряды одного знака и потому отталкиваются друг от друга. Электрический за-ряд коллоида можно демонстрировать с помощью следующего опыта поместив в нижнюю часть U-образной трубки коллоидный раствор, например золь AS2S3, наливают в каждое колено воды, вводят в оба колена электроды от батареи и замыкают ток. Коллоидные частицы начинают передвигаться к одному из полюсов, показывая таким образом знак заряда, который они несут. Ббльшая часть коллоидов, как, например, золи сульфидов, металлов, кремневой и оловянной кислот, заряжены отрицательно, а золи гидроокисей и окисей металлов заряжены положительно. Было предложено много теорий для объяснения происхождения электрического заряда коллоидных частиц. Одна из этих теорий объясняет возникновение заряда адсорбцией ионов частицами при образовании золя. Так, например, если при осаждении Ag l в растворе присутствует избыток Ag+, образуется положительно за- [c.130]

В разделе 5.4 указывалось на важность сочетания разных методов исследования поверхностных соединений. Количественное определение углерода и других элементов в модифицирующих поверхность соединениях производится элементным анализом, а ИК спектры помогают установить, какие именно группы и в каком количестве содержатся в поверхностном соединении. Содержание элементов в поверхностных соединениях можно определить с помощью зондирующего воздействия различных пучков на поверхность твердого тела, служащего рассеивающей мишенью для такого воздействия. Для зондирования используются направленные пучки фотонов, электронов, ионов илц атомов, вызывающие эмиссию вторичных частиц (также фотонов, электронов, ионов или атомов), лзучение которой и позволяет судить о свойствах мишени. Помимо элементного анализа, с помощью зондирующего воздействия на поверхность в благоприятных случаях можно получить сведения о структуре поверхности и адсорбции на ней. В табл. 5.4 представлены некоторые из этих методов. Перечисленные в таблице методы. анализа поверхности, за исключением рентгеновской эмиссионной спектроскопии, позволяют исследовать поверхностные слои на глубину менее 10 нм. В этих методах зондирование поверхности и ана--лиз рассеиваемых или эмиттируемых частиц проводится в очень высоком вакууме. Для дополнительной очистки поверхность часто подвергается предварительной бомбардировке частицами высокой энергии, обычно аргонной бомбардировке. С этим связаны ограничения в применении некоторых из этих методов для исследования поверхности недостаточно стойких адсорбентов. Преимуществом этих методов является возможность локального исследования не- [c.109]

Исследовали адсорбцию и десорбцию инертных газов на различных металлических и стеклянных поверхностях в условиях высокого вакуума. Использование масс-спектрометра для определения десорбционных свойств позволило проследить за медленпой десорбцией газа в присутствии больших количеств другого. Адсорбцию яа металлах осуществляли бомбардировкой поверхности ионами инертных газов с энергией вплоть до 5000 эв. Адсорбцию на стекле изучали, наблюдая за поглощением газа стенками ионизационного манометра типа Байярда — Альперта. В обоих случаях как на стеклянных, так и па металлических мишенях для измерения адсорбции использовали десорбцию, вызванную последующим нагреванием. [c.534]

Изложенные выше результаты нельзя объяснить в рамках простой теории, однако они позволяют получить общие представления о механизме. Очевидно, что связь молекул газа с поверхностью вызывается скорее физическими, чем химическими силами, и поэтому пе наблюдается существенных различий в поведении инертных газов и таких газов, как кислород и азот. Однако наблюдаемые величины энергий связи много больше тех, которые могут быть обусловлены просто силами Ван-дер-Ваальса. В случае металлов наиболее вероятно, что ионы, обладающие кинетической энергией, проникают в глубь самого металла на несколько атомных слоев и, таким образом, захватываются кристаллической решеткой. (Юнг [4] показал, что ироникновение ионов водорода и гелия в кристаллическую решетку алюминия увеличивается приблизительно линейно с ростом энергии в интервале от 1 до 10 кэв. При энергии порядка 1 кэв они проникают на глубину, примерно равную 10 мм, что соответствует 50 атомным слоям. Поэтому вполне допустимо предположение о том, что в описанных выше опытах ионы, обладающие энергией порядка 1 кэв, проникают в глубь металла на несколько атомных слоев.) Замена одного адсорбированного слоя другим при последующей бомбардировке ионами (рис. 4) указывает на то, что ион, проникающий в кристаллическую решетку, способен выбить предварительно адсорбированную молекулу, находящуюся в непосредственной близости. Таким образом, при продолжительной бомбардировке в конце концов создаются условия динамического равновесия, когда скорости адсорбции и десорбции становятся равными. Наблюдаемое изменение этого равновесия в сторону увеличения адсорбции пропс- [c.541]

Существенные различия между пирексовым стеклом и металлическими мишенями состоят в том, что, во-первых, энергия связи со стеклом много меньше и, во-вторых, что адсорбция происходит при бомбардировке ионами со значительно меньшей энергией. Следовательно, поверхность стекла должна иметь более доступную структуру, позволяющую ионам сравнительно легко проникать между атомами поверхности, например, благодаря дефектам или трещинам. Эти промежутки должны быть, по-видимому, достаточно большими, чтобы ионы аргопа и криптона могли проникать внутрь приблизительно в одхшаковой степени. (Тот факт,что молекулы водорода, гелия и неона диффундируют с измеримыми скоростями через стекло [5], и особенно быстро через пирексовое стекло, подтверждает предположение о том, что стекло 1шеет структуру поверхности, позволяющую легко проникать вглубь.) По этой причине не были произведены систематические измерения с неоном и гелием на стекле. Вполне вероятно, что после адсорбции газ диффундирует внутрь стекла и поэтому его выделение затрудняется. Действительно, в нескольких опытах, проведенных с неоном, было обнаружено лишь незначительное количество выделившегося газа и то только при нагревании до высокой температуры (300° в случае аргона и криптона до 150°). [c.542]

В прямой связи с электропроводностью стекла находится важный в техническом отношении процесс образования трещин вблизи вплавленных электродов при повышенных температурах, когда проводимость стекла становится уже заметной. Растрескивание штенгелей в полнопериодных трубках-выпрямителях, согласно Гал-дупу23, может достигать такой степени, которая ведет к значительному сокращению времени их работы. Образование трещин происходит вблизи электродов и вызывается бомбардировкой электронов вторичной эмиссии из анодов выпрямителя. Этот процесс сопровождается заметным выделением газа, состоящего, по данным масс-спектрометрического исследования, из водорода, водяного пара, кислорода, окиси и двуокиси углерода и азота в очень малых количествах (см. Е 1, 61). При 100°С растрескиванием можно практически пренебречь, так как при такой низкой температуре, согласно экспе-рйментальным результатам Шумахера , электропроводность еще незначительна. Наблюдается типичная поляризация, которая достигает максимальной величины тока, когда ток изменяет свое направление, но затем быстро падает. Удельное сопротивление данного стекла определяется по числу перемен направления тока до момента появления трещин. Самопроизвольное растрескивание бывает тем более резко выраженным, чем выше содержание натрия в стекле. Электропроводность стекла снижается по мере замещения ионов натрия ионами более тяжелых металлов. Склонность к образованию трещин уменьшается при понижении сил натяжения в стекле, что связано с миграцией ионов. Кроме того, проводимость увеличивается вследствие поверхностной адсорбции стеклом водяного пара, которая, в свою очередь, [c.884]

Однако указанные величины фоновых токов могут оказаться в 100 раз меньше истинных значений, если поверхность анодной сетки манометра будет покрыта слоем легко химисорбирующихся газов, например кислорода. Такое увеличение фонового тока объясняется десорбцией с сетки под действием электронной бомбардировки быстрых положительных ионов, часть которых может попадать на коллектор, создавая фоновый ток, не зависящий от давления. При небольшой плотности электронного тока значения скоростей адсорбции при давлении в манометре и десорбции за счет электронной бомбардировки могут быть близкими, а эффект увеличения фонового тока в этом случае будет существовать в течение очень продолжительного времени. [c.108]

Цепным дополнением к изотопным методам изучения неоднородности поверхности могут служить измерения изменений работы выхода ф, вызываемых адсорбцией. Они позволяют оценить величину А/Г, вызванную заряжением. В этих измерениях серьезной трудностью является приведение поверхности твердого тела к воспроизводимому начальному состоянию. В частности, не существует безупречных методов освобождения поверхности полупроводников от адсорбированных веществ и веществ, растворенных в приповерхностном слое. В бинарных соединениях при попытках достижения этого нагреванием в высоком вакууме происходят обпще или локальные изменения химического состава. Например, частичное разложение 2пО на 2п, остающийся в решетке, и на О2, удаляемый откачкой. В тех случаях, когда у элементарных полупроводников или химически очень стойких соединений удаление адсорбированных веществ с поверхности нагреванием в ультравакууме достижимо, оно неизбежно приводит к увеличению числа структурных дефектов, а бомбардировка ионами благородных газов — дополнительно к образованию нестойких твердых растворов. Поэтому за редкими исключениями все получаемые на опыте 0 имеют относительный, а не абсолютный характер. В большинстве методов определения к этому добавляются типичные для изучения обратимой адсорбции и никем не преодо ленные до конца осложнения, вызванные изменениями потенциала второго электрода. При нахождении полупроводника в газовой атмосфере все методы определения абсолютной величины ф ненадежны. Надежно определяются только Дф и притом для необратимой части адсорбции. Диапазон 0 при этом можно увеличивать, понижая Т. [c.18]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология