Эмиссия пучка электронов высокой

Среди термически неравновесных процессов, в которых образование ионов происходит под действием излучения, наибольшее распространение получила ионно-ионная эмиссия [250], образование ионов под действием атомных пучков, лазера и пучка электронов высокой энергии. [c.177]

ЭМИССИЯ ИОНОВ под ДЕЙСТВИЕМ ПУЧКА ЭЛЕКТРОНОВ ВЫСОКОЙ ЭНЕРГИИ [c.226]

Фотоэлектронные умножители представляют собой прибор, состоящий из фотоэлемента, между катодом и анодом которого расположены вторичные эмиттеры, обеспечивающие внутреннее усиление фототока (рис. 47). Действие эмиттеров основано на том, что каждый электрон, падающий на эмиттер, вырывает из него несколько вторичных электронов (вторичная эмиссия). Специальная форма пластинок фотокатода и эмиттеров обеспечивает фокусировку пучков электронов в зависимости от коэф.фициента вторичной эмиссии и числа эмиттеров в ФЭУ достигается значительное усиление фототока до 10 и более раз. При работе с ФЭУ на фотокатод и каждый эмиттер подается напряжение, составляющее для каждого каскада 50—150 в. Стабильность во времени характеристик фотоэлементов и ФЭУ является непременным условием применения их для фотоэлектрических методов анализа. Простой вакуумный фотоэлемент, имеющий катод и анод в хорошо обезгаженном баллоне, обладает высокой стабильностью. ФЭУ менее устойчивы в них сильнее проявляется вредное действие [c.97]

Схема процесса сварки и основные элементы электронной пушки показаны на рис. 5.26 [38]. За счет нагревателя 1 обеспечивается высокая температура катода 2, необходимая для термоэлектронной эмиссии. На некотором расстоянии от катода располагается второй электрод 3 (анод) с отверстием. Поверхности обоих электродов, имеют определенные формы, обеспечивающие создание электронного пучка диаметром, близким к диаметру отверстия в аноде. За счет высокой разности потенциалов между анодом и катодом, составляющей десятки [c.301]

З.5.1.З.1. Состав образца. По сравнению с поведением отраженных электронов, для которых коэффициент отражения монотонно возрастает с атомным номером, коэффициент вторичной электронной эмиссии относительно нечувствителен к составу и не обнаруживает сильной зависимости от атомного номера (рис. 3.29) [45]. Типичное значение б равно примерно 0,1 при энергии падающего пучка 20 кэВ, но для некоторых элементов, таких, как золото, имеет более высокие значения и равен приблизительно 0,2. Слабая периодическая зависимость, наблюдаемая на рис. 3.29, в некоторой мере коррелирует с числом электронов на внещних оболочках, радиусом атома и плотностью. [c.63]

Для того чтобы преодолеть эти ограничения, накладываемые на сигнал, и получать изображения с высоким разрешением, которые дают представление о действительной природе поверхности, необходимо разработать средства для исключения носителей сигнала, которые возникают -вне области падения пучка. Из рассмотрения возможны.ч сигналов становится ясным, что такой дискриминации очень трудно достичь в режиме вторичной эмиссии. Наблюдаемого различия между физическими свойствами вторичных электронов, создаваемых входящими электронами пучка и выходящими отраженными электронами, не существует, и, следовательно, нет пути для разделения этих двух компонент сигнала. [c.162]

Принципиальная схема ионного источника ЭУ приведена на рис. 2.1. Бомбардирующие электроны образуются в результате термической эмиссии из нагретого до высокой температуры катода (филамент), изготовленного из рениевой или вольфрамовой проволоки. Электроны ускоряются разностью потенциалов (V) между катодом (7) и анодом (2) и попадают в область ионизации. Постоянный магнит 4) коллимирует электронный пучок и ограничивает его в узкой спиральной траектории, что увеличивает вероятность взаимодействия электронов с молекулами исследуемого вещества (М°), которое поступает из системы напуска в парообразном состоянии. Парциальное давление вещества в газообразном состоянии составляет КЬ -КН торр. [c.18]

Энергия электронного пучка изменяется обычно в интервале 1—50 кэВ, а система электронных линз снижает диаметр пучка от 50 мкм (у источника) до —Ю нм (на образце). В нормальном режиме работы вторичные электроны, испускаемые образцом, регистрируются сцинтилляционным фотоумножителем. Можно детектировать также электроны обратного рассеяния, эмиссию рентгеновских лучей или световое испускание. При используемых напряжениях вторичные электроны вылетают приблизительно с первых 10 нм (по глубине) образца. Электроны обратного рассеяния вследствие большей собственной энергии могут диффундировать в твердом теле на значительное расстояние, вплоть до примерно 100 нм при высоких напряжениях. Расстояние диффузии электронов ограничивает предельное разрешение метода СЭМ. [c.406]

Счетчики с определенным геометрическим коэффициентом счетности можно с успехом использовать также для определения абсолютных скоростей испускания рентгеновского излучения (возникающего, например, в процессе электронного захвата). Поправки на поглощение в воздухе и в окошках из бериллия для рентгеновских лучей любых энергий, исключая самые низкие, весьма малы и легко поддаются оценке. Для регистрации рентгеновских лучей с энергиями до 15—20 кэв удобно использовать пропорциональные счетчики, заполненные аргоном или криптоном с примесью углеводородов (1—3 атм). Самыми подходящими детекторами рентгеновских лучей более высоких энергий являются тонкие слои кристаллов Nal, активированного таллием. Толщину кристалла или, в случае пропорциональных счетчиков, давление газа следует выбирать таким образом, чтобы исследуемое рентгеновское излучение поглощалось практически полностью. Материал, из которого изготовлены диафрагмы, ограничивающие пучок, должен быть достаточно толстым, чтобы обеспечивать поглощение рентгеновских лучей вне определенного угла. При использовании амплитудных анализаторов скорость эмиссии рентгеновского излучения можно определить даже в присутствии излучения других типов. Для расчета скорости процесса электронного захвата по данным о скорости эмиссии рентгеновского излучения необходимо знать величину выхода флуоресценции (ср. рис. 12). [c.419]

В процессе взаимодействия твердого тела с пучком электронов высокой энергии при переходе вещества в паровую фазу из копденсированной ее структура ближнего порядка сохраняется, несмотря на разрушение связей. Таким образом, паровая фаза отражает особенности структуры исходного образца, исследование которого может быть реализовано путем рассмотрения масс-спектра эмиссии ионов, полученных при испарении твердого образца. [c.227]

Существуют и другие факторы, благодаря которым ЭОС является более важным методом анализа поверхности. Добиться высокой разрешающей способности намного легче для электронов, чем для рентгеновских лучей в последнем случае разрешение АЕч,/Е — отношение ширины линии на половине высоты к энергии) в 1—2%, по-видимому, является тем максимумом, который можно достичь в настоящее время. Система рентгеновской эмиссии значительно сложнее и менее приспособлена для СВВ. Эмиттированные рентгеновские лучи имеют относительно большую длину свободного пробега в металле, поэтому, чтобы метод был поверхностночувствительным, глубина проникновения возбужденного электронного пучка должна быть минимальной, для этого следует или ограничить энергию первичного пучка электронов примерно 1 кэВ, или, применяя электроны с энергией 10—20 кэВ, направлять их под углом 1—2°. Применение возбуждающих электронов с низкой энергией приводит к получению относительно мягкого рентгеновского излучения, что создает трудности, связанные с его поглощением веществом окна и т. п. Тем не менее метод рентгеновской эмиссии используется для анализа состава поверхности, см., например [36]. [c.413]

Для исследования высокомолекулярных органических соединений в конденсированном состоянии применяют эмиссионную масс-спектрометрию, которая является эффективным аналитическим методом определения химического состава и надмолекулярной структуры полимеров, органических и биорганических соединений (седьмая глава). Разработке методов, позволяющих получить сведения о молекулярном составе, предшествовало установление механизма и выявление основных закономерностей эмиссии ионов при бомбардировке твердого тела ускоренными атомными частицами, ионами, лазерным пучком и электронами высокой энергии. [c.7]

Методы, использующие положительные ионы, делятся натри труппы. При ионизации за счет бомбардировки поверхности мо-ноэнергетическим пучком электронов можно определять все элементы, при этом коэффициент ионизации для данного элемента пропорционален его поперечному сечению ионизации при соответствующей энергии электронов. В случае термоионной эмиссии с накаленных поверхностей (ионизации Саха—Ленгмюра) коэффициент ионизации зависит от температуры поверхности и разности между потенциалом ионизации определяемого элемента и работой выхода материала поверхности. Метод отличается высокой селективностью, поскольку элементы с низкими потенциалами ионизации имеют большее преимущество. [c.22]

Процессы сосредоточиваются в области между горячим пятком поверхности катода и высокоионизированной плазмой, непосредственно примыкающей к пятну. Вследствие амбиполярной эффузии плазмы в вакуум образуется пространственный заряд, создающий прикатодный скачок потенциала, на 30—70 В превышающий потенциал анода. В целом это приводит к падению потенциала катода на 50—90 В в зависимости от материала. Падение потенциала ограничено очень тонким двойным слоем, соответствующим длине свободного пробега. Вследствие высокого давления в плазме (температура пятна соответствует давлению пара порядка 100 атм) длина свободного пробега электронов составляет приблизительно 10 нм и напряженность результирующего электрического поля превышает 10 В/см. Положительные ионы из плазмы ускоряются в направлении к пятну, нагревая поверхность катода. Пятно эмиттирует струю пара, который поглощается плазмой. Кроме того, высоковольтное поле у горячего пятна вытягивает из него электронный пучок высокой плотности (10 —10 А/см ). Это так называемая термоавтоэлектронная эмиссия, создающая электронный ток чрезвычайно высокой плотности, значительно более высокой, чем обычная эмиссия Фаулера—Нордхейма или термоионная эмиссия Ричардсона—Шоттки (Долан, Дайк, 1954 Мэрфи, Гуд, 1956 Ли, 1959). [c.39]

Техника электронографии в принципе несложна, но она требует точной юстировки. Пучок электронов получается или в виде катодных лучей, или от гермоэлектронной эмиссии раскаленной проволоки между ней и диафрагмой создается ускоряющее поле определенного напряжения. Если не требуется большая интенсивность, то для этого достаточно обычного индуктора. Работа с медленными электронами (десятки и сотни вольт), которые легко поглощаются, осложняется необходимостью применения очень высокого вакуума (10-6 10- [c.205]

В каждом случае эмитирующая частица характеризует определённую комбинацию атомных уровней атома, что и создает основу для спектроскопии как остовных, так и уровней валентной зоны. Однако эмиссия фотонов не представляет большого интереса для исследования поверхности, поскольку они облацают большой длиной свободного пробега в твердом теле. Эмиссия Оже-электронов представляет собой весьма эффективный способ изучения строения поверхности и нанокластеров из-за относительно низкой кинетической энергии и малой величины свободного пробега. Хотя начальная остовная дырка может быть создана либо под действием фотонов, либо под действием электронов, в ЭОС применяется электронное возбуждение с помошью более простого применения электронных пучков с необходимой энергией ( 1,5 5 кэВ) и высокой интенсивности (1 100 мкА). Заметим также, что Оже-электроны возникают и в РФЭС, см. рис. 2.24. Таким образом, хотя ЭОС, основанная на трехуровневом процессе, более сложна в интерпретации, чем РФЭС, ее эффективность основана на применении пучков электронов, для которых фокусировка, отклонение или сканирование электронного пучка технически достаточно хорошо разработаны. [c.79]

Пучок электронов получить значительно легче, чем пучок нейтронов, если использовать термоэлектронную эмиссию с поверхности нагретой вольфрамовой проволоки, помещенной в вакуум,иро-ванную трубку. Дифракционную картину регистрируют на флуоресцирующем экране и фотографируют. Для получения электроно-грамм необходимо использовать очень тонкие (10—100 нм) образцы. Информация, получаемая с помощью гармонического анализа электронограмм, отражает скорее распределение областей с высоким электростатическим потенциалом, чем распределение электронной плотности. Атомный фактор рассеяния для электронов равен iэll = Z— х), где С — константа. Поэтому с помощью электронной дифракции легче определить расположение легких атомов, чем тяжелых. Этот метод можно использовать для изучения соединений, которые не образуют крупных кристаллов, а также для газообразных веществ, которые вводят в виде. молекулярного пучка перпендикулярно электронному пучку. [c.57]

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]

В растровом электронном микроскопе (РЭМ) наибольший интерес представляют сигналы, создаваемые вторичными и отраженными электронами, поскольку они меняются при изменении топографии поверхности по мере того, как электронный луч сканирует по образцу. Вторичная электронная эмиссия возникает в объеме вблизи области падения пучка, что позволяет получать изображения с относительно высоким разрешением. Объемность изображения возникает за счет большой глубины фокуса растрового электронного микроскопа, а также эффекта оттенения рельефа контраста во вторичных электронах. Возможны и другие тииы сигналов, которые оказываются также полезными во многих случаях. [c.9]

Поскольку мы хотим исследовать поверхность материала, важно удал1ить примеси, которые оказывают вредное влияние на втор1Ичную электро,н ную эмиссию. Под воздействием электронного пучка может происходить растрескивание пленки углеводородов, приводя к осаждению углерода и других продуктов разрушения на поверхность образца в процессе исследов1ания. Появление загрязнений в процессе исследования часто можно обнаружить, получая серию изображений с разным увеличением— от высокого (малая площадь сканирования) до низкого (большая площадь сканирования). Слой загрязнений быстро образуется при р аботе с большим увеличением из-за повышенной степени облучения. При переходе к низкому увеличению на изображении виден квадрат растра загрязнений (рис. 9.1). Таким образом, важно избегать попадания летучих соединений в РЭМ. Наличие остаточных углеводородов от масла диффузи- [c.162]

В начале главы I была показана связь между атомной эмиссией, абсорбцией и флуоресценцией. Явление атомной флуоресценции было исследовано Вудом еще в начале нашего века, а Вайнфорднер [125] первым использовал его для химического анализа. Свет от интенсивного источника резонансного излучения исследуемого элемента фокусируется в пламени. Пучок флуоресцентного излучения наблюдают под углом 90° к направлению пучка света от источника и пропускают через монохроматор к фотоприемнику. Теоретически этот сигнал пропорционален концентрации атомов элемента в пламени. Чтобы отличить сигнал флуоресценции от излучения той же длины волны, вызванного термическим возбуждением атомов в пламени, свет источника модулируется, и электронная схема детектора настраивается на частоту модуляции. Необходимо также отличать сигнал флуоресценции от света, который рассеивается пламенем. В некоторых случаях это осуществляется путем освещения пламени светом такой длины волны, которая возбуждает атомы до более высокого энергетического уровня, и наблюдением флуоресценции на другой длине волны, излучаемой возбужденными атомами при переходе на метастабильные уровни. [c.51]

В обыденной жизни, в инженерной практике и в научно-исследовательской работе часто приходится иметь дело с поверхност-. ными явлениями. Наши знания относительно свойств идеальных поверхностей, довольно ограниченные в настоящее время, быстро расширяются. Основные свойства поверхностей, представляющие интерес для химика-каталитика, специалиста по электронике и инженера металлурга широко используют в практике работ по катализу, коррозии, электронной эмиссии, адгезии, сварке, механическому износу и смазке. Исследования поверхностных свойств, способствующих образованию благоприятных структур и ускоряющих специфические химические реакции, имеют большое значение и проводятся в широких масштабах. Так, например, многие металлы в высоком вакууме или в атмосфере газа строго определенного состава при высоких или низких температурах обнаруживают особые поверхностные свойства, которые часто можно с успехом использовать для суждения о поведении металла в условиях более умеренных температур и давлений. Из методов изучения твердых поверхностей, применяемых в последние годы, наиболее эффективными являются следующие электронная микроскопия, электронография, интерферометрия с многократным прохождением светового пучка, поляризационная спектрометрия, оптическая металлография, вакуумная микрогравиметрия, адсорбция газов и химический анализ поверхностных пленок. Эта статья посвящена новейшим достижениям в применении вакуумной микрогравиметрии к изучению поверхностей твердых тел. [c.45]