Рентгеновская фотоэлектронная

Наиболее точный метод измерения энергии связи электронов во внутренних оболочках атомов (погрешность 0,1 эВ) основан на рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии газообразных веществ. Кроме того, искомые энергии определяют методами фотопоглощения, рентгеновской эмиссии, оже-спектроскопии и т. д. 19]. [c.420]

Рентгеновская фотоэлектронная эмиссия (РФЭ) возникает под действием рентгеновского излучения и связана с переходом фотоэлектронов с глубоких атомных уровней в вакуум. Характерной особенностью фотоэлектронных спектров РФЭ является наличие узких линий, соответствующих фотоэлектронам, которые вышли из тела без рассеяния энергии (табл. 25.18 и рис. 25.28— 25.30). При использовании длинноволнового рентгеновского излучения (/iv=l кэВ) энергия эмитированных электронов составляет несколько сот электрон-вольт. Длина свободного пробега таких электронов равна 0,5— 2 нм (рис. 25.27), так что линейчатая часть спектров РФЭ отражает свойства приповерхностного слоя толщиной до пяти монослоев. Эта особенность спектров РФЭ позволяет использовать их для анализа состава поверхности в рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФС). Энергии для химических элементов в соединениях различаются на несколько электрон-вольт. Так, для углерода энергия фотоэлектронной 1 s-линии меняется от 281 (Hf , Ti ) до 292 эВ (СОг)-Этот эффект, обычно называемый химическим сдвигом, дает возможность получать с помощью РФС информацию не только о оставе поверхности, но и о химических [c.579]

Для испытания материалов на локальные виды коррозии существует две основные группы методов исследования - химические и электрохимические. В отдельную подгруппу можно выделить физические методы исследования поверхности металла, применяемые обычно в сочетании с химическими или электрохимическими (оптическая и растровая электронная микроскопия, рентгеноспектральный микроанализ, Оже-электронная и рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия и др.). [c.143]

Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия 153 Рентгеновское излучение, создаваемое протонами 154 Рентгеноспектральный микроанализ 145 [c.350]

Оже- и рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия [c.27]

Этого недостатка лишен метод рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии [272], в котором поверхность образца подвергается действию рентгеновского излучения, вызывающего эмиссию электронов внутренних оболочек. Кинетическая энергия электронов равна разности энергии падающего фотона и энергии связи. Следовательно, по энергиям эмиттированных электронов можно судить о типе имеющихся в поверхностном слое атомов и об их валентном состоянии. Пики на зависимости числа электронов от их кинетической энергии позволяют определить концентрации соответствующих элементов. Метод рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии позволяет определять все элементы с атомным номером больше двух, т.е. кроме водорода и гелия. [c.32]

Рис, 63. Результаты рентгеновского фотоэлектронного спектрального анализа железа и фосфора на поверхности межзеренного излома образца сплава Ре +1,0 % Р, разрушенного в сверхвысоком вакууме в камере спектрометра [c.158]

На второй стадии часть электронов из-за неупругого рассеяния теряет энергию. Поэтому информацию об энергетическом спектре электронных состояний несут только те электроны, которые достигли поверхности без соударений с решеткой. На рис.5.7 показан характер универсальной для различных твердых тел зависимости средней длины свободного пробега электрона /о от его энергии. Видно, что в области энергий Е= 10-100 эВ /о < 1 нм, и, следовательно, энергетическое распределение эмитированных электронов отображает электронную структуру только приповерхностного слоя кристалла. Энергии квантов /ту г 10—100 эВ соответствуют ультрафиолетовому диапазону, поэтому соответствующий вариант методики называют ультрафиолетовой фотоэлектронной спектроскопией УФС), в отличие от рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. [c.165]

Ркс. 5 2. Схема возникновения фотоэлектрона и характеристического излучения при поглощении фотона рентгеновского излучения [c.115]

Фотоэффект. Гамма-фотон или фотон другого вида излучения при прохождении через вещество может вступить во взаимодействие с атомом этого вещества как целым. При этом фотон может передать всю свою энергию и полностью поглотиться, а за пределы атома выбрасывается электрон. Такой процесс вырывания электрона из атома фотоном называется фотоэффектом, а вырываемые электроны— фотоэлектронами. Атом, потерявший электрон, оказывается в возбужденном состоянии, освободившийся уровень энергии в атоме заполняется одним из наружных электронов и при этом испускается квант характеристического (рентгеновского) излучения. В отдельных случаях энергия возбуждения непосредственно передается одному из электронов атома, который покидает атом, а характеристического излучения не происходит. Это явление называется явлением Оже, а выброшенные электроны — электронами Оже. [c.31]

В [35] однородные метаста-О—N фазы, полученные методом магнетронного осаждения при использовании А1-мишени и Аг—Oj—N2 смеси газов при t = 190 °С и различных давлениях О2 и N2 газов, исследовались методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и электронной спектроскопии с угловым разрешением. Обнаружено формирование богатых кислородом нано-кристаллических А1—О—N фаз с кубической (типа 7-AI2O3) структурой богатые азотом фазы имеют вюртцитоподобную гексагональную структуру. При 0/N 1,5 получаемые фазы аморфны. [c.8]

Рис. 4.5. Рентгеновский фотоэлектронный спектр a-SiзN4 (а) [25] в сравнении с полными плотностями состояний (б)

Известно, что высокая коррозионная стойкость в различных средах достигается благодаря тому, что металл переходит в пассивное состояние. Это касается и аморфных, и кристаллических сплавов, содержащих хром, в частности нержавеющих сталей. В чистых кислотах, не содержащих таких сильноокисляющих ионов, как хло-рид-ионы, -например в водных растворах серной кислоты, катодная поляризация приводит к тому, что нержавеющая сталь переходит в пассивное состояние. На рис. 9.13 представлены результаты рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФС) чистого кристаллического железа и двойных сплавов Fe — Сг, пассивированных в [c.258]

Как известно, существует сравнительно узкая область длин волн дальнего вакуумного ультрафиолета и примыкающая к ней область мягкого рентгеновского излучения, благоприятная для проникновения в диапазон размеров < 100 нм. Более короткое излучение сложно использовать из-за генерации рентгеновских фотоэлектронов. Применение этого диапазона длин волн, эксимерных лазеров и брегговских зеркал на основе покрытия Si-Mo, обеспечивающих получение для длины волны 14 нм, коэффициента отражения до 70 %, позволит в ближайшее десятилетие достичь разрешающей способности 50... 100 нм. В частности, компании Intel и IBM в 2001 г. освоили серийный выпуск интегральных схем (130 нм) по технологии, основанной на использовании ArF эксимерно-го лазера. [c.154]

Исходя из приведенных выше данных об особенностях микроструктуры закаленных сплавов, можно предположить, что термодинамический стимул к структурным превращениям в них при отжиге будет значительно выше, чем у литых сплавов. Для проверки этого предположения была проведена серия отжигов закаленных сплавов в интервале температур твердо-жидкофазного равновесия. Из полученных результатов следует, что охлаждение медносвинцового расплава монотектического состава с относительно небольшой скоростью позволило зафиксировать метастабиль-ное структурное состояние, восприимчивое к термической обработке, в результате чего стал возможным контроль размеров свинцовых включений, а их форма приблизилась к сферической. Так, после ЗЖС средний размер свинцовых включений становится однозначной функцией температуры отжига (при нагреве). Для уточнения схемы структурных превращений, имеющих место при отжиге закаленного сплава, были также привлечены данные измерения электросопротивления, механических свойств, рентгеноструктурного, рентгеновского фотоэлектронного анализа и др. Снижение электросопротивления при отжиге естественно связать с вьщелением свинца из пересыщенного твердого раствора на основе меди, в то время как уменьшение прочности на разрыв можно объяснить только тем, что этот избыточный свинец локализуется не только изолированно в местах стыка трех зерен, но и по границам зерен меди, увеличивая тем самым число медных зерен, разделенных сеткой свинца. [c.209]

Структура низкоразмерных объектов не может быть определена только на основе метода рентгеновской дифракции. Известно, что наноструктурные многокомпонентные пленки имеют очень широкие дифракционные максимумы низкой интенсивности, что обычно объясняется аморфным состоянием вещества, хотя кристаллическая природа наноструктурных пленок может быть подтверждена другими методами. Поэтому для характеристики низкоразмерных объектов рекомендуется использование комбинированного подхода с применением различных методов, таких как рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, Рамановская спектроскопия, расширенные измерения поглощения рентгеновских лучей тонкой структурой (EXAFS), электронная микроскопия высокого разрешения и спектроскопия энергетических потерь электронов. [c.480]

ИКП — инфракрасное поглощение КРС — комбинационное рассеяние света ЭМ — эллип-сометрия (так же, как и КРС, видимого света) РФС — рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия ФД — фотодесорбция. Отметим, что фотоны минимально возмущают поверхность и не заряжают ее. Основные трудности связаны с получением интенсивных пучков в нужном спектральном интервале здесь оказались полезны лазеры — монохроматические источники большой интенсивности. Кроме того, как правило, малы сечения реакций взаимодействия фотонов с поверхностью, однако совершенствование измерительной аппаратуры позволяет добиваться достаточной чувствительности. [c.153]

Под действием рентгеновского излучения возникает эмиссия электронов внутренних оболочек (фотоэффект). Кинетическая энергия этих электронов равна разнице между энергией падающего фотона и энергией связи. Они, следовательно, характеризуют атомы и их валентное состояние. С помощью спектрометра определяется зависимость числа электронов от их кинетической энергии. Такой метод получил название рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФС) или ЭСХА, поскольку в основном он применяется для химической идентификации поверхностных компонентов и позволяет определять все элементы с. 2>2. В этом отношении он весьма близок к ОЭС высокого разрешения, отличаясь лишь тем, что вместо электронов поверхность облучают рентгеновскими фотонами. Рентгеновское излучение обладает более высокой проникающей способностью, однако в диапазоне энергий, которым пользуется метод ЭСХА (несколько килоэлектронвольт), разрешение по глубине, определяемое длиной свободного пробега, электрона примерно такое же, как в ОЭС, и составляет [c.153]

В работе [143] изучали состав пассивных пленок методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии на сплавах Fe—Сг (9,7 12,5 14,7 20,4 50 и 79,7 ат. % Сг). Пленки получали выдержкой при потенциалах 100 и 500 мВ н.к. э.) в 1 М. H2SO4, насыщенной азотом. При потенциале— 500 мВ на сплавах 9,7 12,5 50% Сг поверхностный слой соответствовал составу сплава. Пленки, образованные при 100 и 500 мВ, были обогащены хромом, причем состав слоя металла, следующего за пассивной пленкой, соответствовал составу объемного сплава (рис. 51). Это свидетельствует о том, что обогащение хромом происходит вследствие преимущественного растворения железа. [c.149]

Исследование структуры малых частиц можно проводить многими методами, применяемыми при изучении поверхности твердого тела (см. [103]). Однако наиболее распространены методы электронной Оже-спектроскопии (ЭОС) [1041 и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС) [105[. По существу оба этих метода основаны на выбивании электрона из К- L- или М-оболочки атома налетающим быстрым электроном либо рентгеновским у-квантом. Образующаяся вакансия немедленно заполняется электроном с более высокого энергетическо1 о уровня. При этом атом остается в возбужденном состоянии, энергия которого может освободиться двумя путями испусканием характеристического рентгеновского излуче- [c.27]

В методе РФЭС анализируется энергетический спектр рентгеновских фотоэлектронов, выходящих с глубины 5—25 А в случае металлов или с глубины 40—100 А в случае органических и полидюрных материалов. Точное положение пиков энергетического спектра фотоэлектронов зависит от соединения, в которое входит анализируемый элемент (химический сдвиг). Источник рентгеновского излучения должен быть монохроматическим с энергией, достаточной для ионизации внутренних электронов исследуемых элементов. Как правило, используются дублеты / а,-излучений Mg и А1, имеющие среднюю энергию 1253,6 и 1486,6 эВ соответственно. Спектры фотоэлектронов регистрируют преимущественно электростатическими, а не магнитными анализаторами, чтобы исключить влияние рассеянных магнит- [c.28]

Ширину валентной зоны кластеров 1г, Rh, Pt и Pd измеряли с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и нашли, что во всех с.1Еучаях она достигает значения ширины зоны массивного металла у кластеров диаметром 15 А, содержащих около 400 атомов [109]. Как отметили авторы этой работы, полученные ими экспериментальные результаты противоречат предсказаниям методом Ха, но удовлетворительно согласуются с расчетами методом ЕН. [c.256]

С помощью метода рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии была выполнена серия работ по изучению зернограиичной сегрегации примесей при охрупчивании хромоникелевых [36, 37], молибденовых и ванадиевых [275] сталей. Однако наиболее эффективным его использование оказалось в том случае [64], когда удалось добиться совмещения методов фотоэлектронной и сканирующей Оже-спектроскопии и провести исследование обоими методами в одной и той же рабочей камере в условиях сверхвысокого вакуума, когда поверхность излома в течение весьма длительного времени Ю ч) практически не загрязняется остаточными газами. [c.33]

Использование методов Оже-электронной, рентгеновской фотоэлектронной и ионной спектроскопии, внутреннего трения, микрорентгено-спектрального анализа параллельных направлению электронного пучка границ зерен и других методов позволило получить количественные данные о параметрах зернограничной сегрегации примесей, в том числе концентрации их на границах зерен, глубине обогащенной зоны, концентрационном профиле и кинетике обогащения, энергии связи примесей с границами зерен. [c.39]

Для установления механизма ослабления межзеренного сцепления (см. гл. Ill) значительный интерес представляет информация о состоянии химических связей атомов примесей, обогащающих границы зерен. Актуальность этого вопроса обусловлена и тем, что учет состояния адсорбированных на границах атомов необходим при разработке термодинамических методов описанйя зернограничной сегрегации. Требуемая информация может быть получена методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Однако экспериментальных данных такого рода очень немного, что обусловлено сложностью и неоднозначностью интерпретации фотоэлектронных спектров. [c.44]

Перейдем теперь к анализу модели "совместной сегрегации" Гуттмана [33, 34, 47], в которой основное внимание уделено химическому взаимодействию фосфора и его аналогов с легирующими элементами, способному усиливать адсорбцию охрупчивающих примесей на границах зерен. Отметим, что в отличие от гипотезы конкуренции (получившей прямые экспериментальные подтверждения для твердых растворов Ре — Р - С), работоспособность которой для сталей в настоящее время менее очевидна, гипотеза совместной сегрегации (например, N1 с Р или 8Ь, 5п) целиком базируется на экспериментальных данных, полученных для сталей. Как показывают результаты прямых измерений [15, 124, 129], в твердых растворах (например, Ре — N1 — Р и Ре — Сг — Р) нет явных признаков "совместных" взаимоусиливаю-щих сегрегаций легирующих элементов и фосфора. Это позволяет предполагать, что повышение концентрации легирующих элементов на границах зерен сталей при развитии отпускной хрупкости может быть связано Не только с взаимодействием с ними фосфора и его аналогов, но и с процессами карбидообразования. Что касается карбидообразующих элементов, например хрома, то по данным о химических связях Ср С на границах (полученным методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии [63]), и о широкой см) области, обогащенной хромом у границ зерен хромистых сталей (Оже-спектроскопия с послойным стравливанием), следует, что хром на границах присутствует не в в виде равновесных сегрегаций, а, по-видимому, полностью связан в карбиды, Некарбидообразующий элемент N1, как показано в [48, 51], сегрегирует у границ зерен в широкой зоне 15 нм, т.е. сегрегация также является неравновесной, что может быть обусловлено вытеснением N1 из растущих на границах карбидов [120], [c.74]

Изучение химнческого состава хемосорбционных слоев на поверхности металла может быть осуществлено методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС). Этим методом были изучены, в частности, адсорбция и механизм действия неорганических ингибиторов на магнии, алюминии и железе [61]. [c.50]

Для таких материалов очень важным является процесс микрофазо-вого расслоения, связанный с существенно различной поверхностной энергией кремнийорганических цепочек (21 дин/см) и изоциануратных узлов (35 дин/см). Процесс микрофазового расслоения был подтвержден методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, электронной микроскопии и динамического механического анализа. [c.286]

Эмиссия рентгеновских квантов с внутренних оболочек была обнаружена еще в 20-х годах нашего столетия. Чтобы использовать это явление для спектрального анализа поверхностных фаз, группой шведских физиков под руководством Зигбана и, независимо, российскими исследователями группы Вилесова были разработаны совершенные источники мощного монохроматического рентгеновского излучения и чувствительные электростатические детекторы фотоэлектронов. В начале 70-х годов начался выпуск серийных рентгеновских фотоэлектронных спектрометров РФЭО или, как их часто называют химики, электронных спектрометров для химического анализа (ЭСХА). [c.136]

Рекомбинационно-стимулированная диффузия 273 Релаксационная спектроскопия глубоких уровней (РСГУ) 97 Релаксация поверхности 149, 153, 172 Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия 135-137 [c.282]

В обсуждение включено детальное сравнение четырех методик, имеющих наибольшее значение для проблем контроля полупроводников. Это электронная Оже-спектроскопия (ЭОС), обратное резерфордовское рассеяние (ОРР), вторичная ионная масс-спектрометрия (ВИМС) и рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФС). [c.183]

В этом разделе будут обсуждаться методы рентгеновской фотоэлектронной (РФС) и электронной Оже-спектроскопии (ЭОС). Такие эксперименты выполняются в системах сверхвысокого вакуума при облучении образца рентгеновским или электронным пучками. Возбужденные вследствие одно электронных процессов (метод РФС) и многоэлектронных Оже-про-цессов электроны эмиттируются с поверхности образца и анализируются по энергиям. Измеренные распределения электронов по энергиям затем используются для идентификации состава образца. Кроме того, энергетические распределения чувствительны к электрическому потенциалу вблизи каждого атома, и поэтому с помощью рассматриваемых методов можно измерять и изменения в химических связях. Оба метода связаны с процессами, происходящими вблизи поверхности, и обладают естественным разрешением по глубине от 5 до 30 А в зависимости от энергии наблюдаемых переходов. Для исследования элементного состава по глубине образца методы РФС и ЭОС следует дополнить распылением или другими методами удаления слоев (химическое травление и т. п.). Поскольку в большинстве приложений используется распьшение, то в дальнейшем будет обсуждаться метод исследований элементного состава с помощью распыления. [c.191]

Наиболее убедительные доказательства существования эндоэдральной структуфы были получены с помощью ЭПР-, фотоэлектронной, мессбауэров-ской спектроскопии и рентгеновской спектроскопии поглощения, причем ЭПР-спектроскопия позволяет получить информацию об элеюронной структуре и химическом состоянии атомов в некоторых металлофуллеренах. Эта [c.59]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...