Рассеяние ионов на поверхности

Сравнивая оптические свойства диэлектриков и металлов, следует отметить, что свободные электроны в металлах приводят к практически полному отражению электромагнитных волн от поверхности металлов, чем и объясняется их характерный блеск. Напротив, электромагнитные волны оптической частоты легко проникают в диэлектрики, причем большинство диэлектриков оптически прозрачны (окраска и непрозрачность некоторых из них объясняются наличием поглощающих свет ионов и примесей или рассеянием света на неоднородностях структуры). [c.11]

Дальнейшее существенное улучшение этой модели получается при учете сжимаемости ионов решетки посредством предположения о сжимаемой оболочке ( дышащая оболочечная модель). Это уточнение во многих случаях привело к количественному совпадению с экспериментом. Для подбора параметров в первую очередь служат константы упругости и диэлектрическая проницаемость ( 35 и 36). В большинстве случаев их не хватает, чтобы определить все свободные параметры. Тогда для подбора используют результаты экспериментальных измерений колебательных спектров. Экспериментальные измерения дисперсионных кривых возможны с помощью неупругого рассеяния нейтронов, причем для твердых тел этот метод ограничивается не слишком большим сечением рассеяния. На рис. 48 показаны ветви функции сОу ( ) для алмаза вдоль важнейших осей внутри и на поверхности зоны Бриллюэна. Самые существенные результаты рис. 48 могут быть выведены уже нз соображений симметрии, как мы в этом убедились в 26. [c.148]

Это явление рассеяния в точности аналогично дифракции падающего извне пучка рентгеновских лучей или нейтронов ( 4.1 и 4.2) на системе атомов или ионов. Будем считать для простоты (ср. с 10.2), что полную потенциальную энергию электрона на поверхности Ферми можно записать в виде суперпозиции N [c.455]

Следует подчеркнуть, что во всех упоминавшихся работах по существу употреблялись лишь косвенные методы оценки величины эмиссионной поверхности. В одних случаях (на ртутном катоде) она отождествлялась с поверхностью яркого свечения катодной области дуги, тогда как в других случаях (на твердых катодах) ее размеры оценивались на основании величины эрозированной поверхности З ь самого катода, подвергшегося воздействию разряда. Но ни та, ни другая величина не способна дать точное представление об истинных размерах области 5,- высокой плотности тока у катода и существующих в ней градиентах поля. В самом деле, как мы увидим ниже, 5 представляет собой в действительности относительно большую область поверхности металла, подвергшегося плавлению в результате сообщаемой катоду положительны.ми ионами тепловой энергии. Вследствие рассеяния энергии в металле размеры этой области могут в десятки и сотни раз превосходить величину поверхности 5 -, к которой подводится тепловая энергия. При этом принципиально невозможно установить связь между величинами 5 й и Sj, так как зависит преимущественно не от величины поверхности 8 , а от энергии, доставляемой к этой поверхности. Не лучше обстоит дело и с оценкой плотности тока по величине видимой поверхности свечения 5 катодного пятна. Во-первых, катодное пятно обладает сложной структурой и подвергается непрерывным и чрезвычайно быстрым изменениям, скорость которых нам в точности неизвестна. Вследствие этого размеры катодного пятна, оцененные по величине фотографического изображения, могут оказаться сильно преувеличенными даже при наименьших доступных на практике экспозициях. Чем выше разрешающая способность примененной аппаратуры, тем меньшая величина поверхности катодного пятна должна выводиться из подобных наблюдений. 18 [c.18]

Коррозия железа, стали или цинка часто начинается на большом количестве рассеянных точек, но скоро концентрируется на ограниченном количестве площадок, а остальная поверхность металла временно находится в пассивном состоянии. Это явление следует отнести за счет распределения защитной пленки, образовавшейся вследствие местного скопления ионов ОН или присутствия некоторых других анионов, которые могут привести металл в состояние анодной пассивности. Однако не следует считать, что вся некорродирующая площадь образует единственный и наиболее важный катод. Коррозия в действительности может продолжаться с той же скоростью и после того, как вся эта площадь исчезнет . [c.288]

Книга, перевод которой предлагается ныне вниманию читателя, посвящена теории электронных и фононных явлений переноса в твердом теле. Исключение вопросов, связанных с ионной проводимостью, кажется оправданным по соображениям как идейного единства книги, так и размера ее. Менее естественно принятое в книге ограничение только омической областью и в основном статическими полями. Однако и в настоящем своем виде монография Займана охватывает весьма широкий круг вопросов от классической динамики решетки до электропроводности тонких пленок. Подробное содержание книги видно из оглавления. Стоит, однако, обратить внимание на то, что в ней рассматриваются не только традиционные задачи, вроде вычисления подвижности в рамках изотропной модели с упругим рассеянием, но и задачи, до сих пор в книгах по теории твердого тела должным образом не освещавшиеся, например рассеяние носителей тока в аморфных телах, определение вида поверхности Ферми по гальваномагнитным и другим данным и т. д. [c.5]

Рассеяние ионов на поверхности. Эти методы исследования морфологии и структуры поверхности почерпнуты из ядерной физики и основываются на двух известных физических явлениях ре-зерфордовском обратном рассеянии (POP) заряженных частиц на куло-новском потенциале атомных ядер и их каналировании. [c.128]

Особенности теплового движения в поверхностных слоях жидкостей приводят к молекулярному рассеянию света поверхностями. К др. группе II, я. относятся термоэлектронная эмиссия, возникновение скачков потенциала и образование двойных слоев ионов на поверхностях раздела фаз. Эти П. я. в значит, степени связаны с адсорбцией ионов и динольных молекул (см. Электродные процессы, Электрокинетиче-ские явления, Электрокапиллярные явления). [c.60]

Методы всследования. Для определения периода поверхностной структуры используется метод дифракции Медленных электронов. Положения атомов на перестроенной поверхности измеряются с помощью сканирующего туннельного микроскопа, а также по рассеянию ионов. Тип и концентрация адсорбиров. атомов Определяются методами ож -спектроскопии. Сочетание туннельной микроскопии с одноврем. снятием вольт-амперных характеристик туннельного зонда дала возможность определить по отдельности распределение пространственной плотности электронов на П. с., соответствующих заполненным и пустым зона.ч. [c.652]

В неидеальных кристаллах закон сохранения квазиимпульса может не выполняться при элементарных процессах превращения магнонов, и поэтому могут происходить несобственные двухмагнонные процессы уничтожения маг-нона однородных колебаний и рождения вырожденного с ним (имеющего ту же частоту) магнона с кФй (рис. 4), Такие процессы можно назвать процессами рассеяния магнонов на неоднородностях. Неоднородностями могут являться химические неоднородности—флуктуации распределения ионов по узлам кристалла упоминавшиеся выше вариации направлений кристаллот рафич. осей в поликристаллах неоднородные упругие напряжения геометрические неоднородности— поры и шероховатости поверхности образцов. Последний вид неоднородностей играет большую роль в случае образцов из совершенных монокристаллов получение упоминавшихся выше малых значений ДЯ требует тщательной полировки поверхности образцов. [c.308]

Присутствие щели частот в спектрах NaBr Ag и Nal Ag находится в согласии с ожидаемой щелью частот для кристаллов NaBr и Nal, вычисленной из плотности фононных состояний. Поэтому предполагается, что граница между кристаллом и коллоидной частицей каким-то, пока неизвестным, образом включается в процесс рассеяния света. На эти возмущенные фононы налагаются локализованные моды, особенно в Nal Ag, где наблюдаются пики при частотах выше частоты oi обрезания фононного спектра Nal. Не исключено, что зти пики обусловлены химической связью атомов Ag и анионов поверхности кристалла. Увеличение интенсивности рамановских линий, когда длина волны лазерного излучения совпадает с пиком поглощения частиц, показывает, что в процессе рассеяния света принимают участие поверхностные плазмоны, которые осуществляют перенос возбуждения от металла к ионам поверхности кристалла. [c.310]

В последние годы выявились новые возможности метода локального рентгеноспектрального анализа, связанные с открытиями новых эффектов при взаимодействии электронов с кристаллическим веществом. Разработано много новых локальных физических методов исследования и анализа, в которых используют информацию, получаемую при исследованиях характеристических рентгеновских и электронных спектров, спектров вторичных и первично рассеянных ионов. В отличие от способа локального рентгеноспектрального анализа все эти методы имеют высокую локальность лишь в одном измерении (по глубине) это методы вторичной ион-ионной эмиссии, рентгенофотоэлектронной спектроскопии, оже-электронной спектроскопии и др. Перечисленные методы позволяют проводить локальный анализ тонких слоев толщиной 0,2—4 нм с целью количественного элементного анализа, определения валентного состояния атомов на поверхностях соединений, сплавов, получения сведений о распределении электронных состояний по энергиям [1, 63]. [c.84]

Реже для исследования зернограничной сегрегации применяют метод спектроскопии обратного рассеяния ионов [31, 272]. В этом случае пучок ионов или с энергией 2 МэВ, полученный в ускорителе Ван де Граафа, ударяет в поверхность межзеренного излома. Часть ионов, проникших в приповерхностный слой, испытывает обратное рассеяние на атомах образца. При заданном угле рассеяния энергия рассеянных ионов связана с массой рассеивающих атомов чем больше масса, тем выше энергия. Приме> ение этого метода ограничено тем, что он позволяет с удовлетворительной чувствительностью определять сегрегацию только тех элементов, атомы которых тяжелее атомов матрицы. Кроме тогр, его разрешение по глубине (с 100 атомных слоев) значительнохуже чем у методов фотоэлектронной и Оже-спектроскопии. Однако метод спектроскопии обратного рассеяния ионов имеет и свои преимущества он прямо, без какого-либо пересчета и без использования эталонов, дает количественные результаты его чувствительность для тьжелых элементов (например, сурьмы в железе) даже выше, чем в случае Оже-спектроскопии большая глубина проникновения обладающих высокой энергией ( 2 МэВ) первичных ионов в поверхностный слой образца позволяет проводить прямой анализ зернограничной сегрегации на глубинах более нескольких первых атомных слоев без каких-либо опасений по поводу загрязнения анализируемой поверхности остаточными газами. Следовательно, проведение анализа этим методом не требует ни разрушения образца в камере спектрометра, ни поддержания сверхвысокого вакуума. Метод спектроскопии обратного рассеяния ионов с успехом применен в серии работ [31, 276], посвященных изучению зернограничной сегрегации сурьмы в марганцовистых сталях. [c.33]

Электрорадиографический метод основан на нейтрализации зарядов, находящихся на поверхности полупроводника, зарядами обратного знака, образующимися в воздухе под действием гамма-излучения. Для этой цели используют тонкий слой высокоомного полупроводника, например аморфного селена, нанесенного на металлическую пластинку. Предварительно под действием сильного электрического поля на поверхности полупроводника из ионов воздуха наносят положительный заряженный слой. Если такую пластинку подвергнуть действию гамма-излучения, то часть положительных зарядов нейтрализуется рассеянными и вторичными электронами, а также электронами, появившимися в полупроводнике в результате облучения. [c.287]

Основной смысл перехода к нолярнтонным переменным состоит в том, что эти переменные соответствуют в принципе истинным нормальным колебаниям взаимодействующей экситон-фотонной системы. Поэтому следует считать, что фотон, падающий на поверхность кристалла, создает в кристалле поляритон. В кристалле поляритон либо распространяется, либо рассеивается. Процесс комбинационного рассеяния света следует отождествлять именно с процессом рассеяния поляритона [53, 54]. Когда поляритон с частотой ац (соответствующий падающему извне фотону) рассеивается (или распадается) с образованием поляритона с частотой 2 (которому соответствует рассеянный фотон, вылетающий из кристалла) и фонона с частотой UO = i)i — U2, это означает, что произошло стоксово комбинационное рассеяние света. Заметим, что, например, в случае поперечных фононов в ионном кристалле возникающий фонон вследствие его взаимодействия с электромагнитным полем также следует рассматривать как поляритонное колебание. Чтобы различать эти случаи, мы будем в первом случае пользоваться термином экситонный поляритон , во втором — фононный поляритон . Таким образом, комбинационное рассеяние света можно представить себе как процесс распада [c.95]

Исследования морфологии поверхности с помощью методов рассеяния ионов, электронной и ионной микроскопии страдают одним общим недостатком. В них для анализа используются достаточно высокоэнергетичные частицы — электроны и ионы. При взаимодействии с поверхностной фазой таких частиц, обладающих энергией от кэВ до МэВ, резко возрастает ее дефектность (снова взгляните на рис. 1 введения), изменяется ее химический состав, зарядовая и деформационная неоднородность. Другими словами, сам метод изменяет состояние объекта исследования. Информация, получаемая указанными методами, имеет самостоятельный интерес для физики атомных столкновений. В какой-то мере эти методы полезны при изучении дефектности атомарно-чистых поверхностей, но мало информативны в случае реальных поверхностей с характерным для них сложным составом поверхностной фазы. Более приемлемы для исследования последних оптические методы, использующие сравнительно низкоэнергетическое малоинтенсивное излучение. [c.129]

Рядом авторов были исследованы кольцевые структуры, образующиеся на поверхности Si, имплантированного ионами высоких энергий, под действием пикосекундных лазерных импульсов. Исследования методом комбинационного рассеяния показали, что внешнее кольцо является областью рекристаллизованного Si, а внутри него расположено кольцо аморфизованного материала. Простейшая расплавная модель не дает удовлетворительного объяснения этому факту. Действительно, в рамках этой модели аморфизация происходит в тех областях, где плотность энергии излучения мала и, следовательно, мала толщина расплавленного слоя, что приводит к высокой скорости остьгоания, превышающей скорость фронта кристаллизации. С этой точки зрения (в предположении гауссово го поперечного распределения интенсивности лазерного пучка) образование кристаллической области снаружи от аморфной представляет собой аномалию. [c.153]

ЭЛЕКТРбННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ—совокупность методов анализа свойств вещества по энергетич. спектрам, угл. распределениям, спиновой поляризации и др. характеристикам электронов, эмитируемых веществом под влиянием к.-л. внеш. воздействий (электронных, ионных и др. зондов). Методы Э. с. позволяют изучать элементный состав образца, структуру, электронное строение, тепловые колебания атомов и молекул веществ в твёрдой, жидкой и газовой фазе, а также получать др. информацию на микроскопич. уровне. Для твёрдого тела и жидкости информация может относиться как к поверхности и припо-верхностной области, так и к объёму. В зависимости от природы зонда различают фотоэлектронную спектроскопию, в к-рой для выбивания из вещества электронов используют излучение от красного до рентг. диапазона ионно-электронную спектроскопию, в к-рой изучаемый объект бомбардируют ионами разл. энергии вторично-электронную спектроскопию (ВЭС), основанную на изучении рассеяния в веществе потоков ускоренных электронов, и т. д. [I ]. [c.553]

Многие современные физические методы исследования металлов основаны на изучении взаимодействия объекта с каким-либо видом электромагнитных волн. Помимо классических (оптических, рентгеновских и электронно-микроскопических) методов, используются ядерный магнитный и электронный парамагнитный резонанс [1] методы исследования поверхности (Оже-электронная спектроскопия и дифракция медленных электронов) электронная спектроскопия для химического анализа ионный микрозонд [2] и др. Во всех случаях изучается поглощение. рассеяние падающих или испускание вторичных электромагнитных волн (или пучка электронов, ионов) частицами исследуемой системы. При некоторых энергиях падающего излучения, совпадающих с энергиями соответствующих переходов в системе, интенсивность эффекта возрастает — такие методы являются резонансными. В частности, резонанс укван-тов на атомных ядрах заключается в резком возрастании вероятности поглощения (или рассеяния) у-квантов с энергией, соответствующей возбуждению ядерных переходов. [c.161]

Задавщись первоначальным направлением движения иона, последовательным определением показателей преломления на каждой границе эквипотенциальной поверхности в предположении, что между ними луч движется прямолинейно, нетрудно построить траекторию его движения. Полученная кривая маловероятна для реальных условий работы источника, так как при ее построении не учитывали влияние объемного заряда, рассеянного магнитного поля в области источника, поверхностных зарядов и других явлений, происходящих при взаимодействии заряженных частиц друг с другом и со стенками ионизационной камеры. Тем не менее ее кривизна и форма указывают на наиболее вероятные пути при выборе форм, размеров и потенциалов для электродов ионнооптических систем. Окончательные формы, размеры щелей и электрические потенциалы электродов определяют во время экспериментов на реальных источниках. [c.69]

Большинство современных физических методов исследования металлов основано на изучении взаимодействия объекта с электромагнитными волнами какого-либо вида. Помимо классических оптических, рентгеновских и электронно-микроскопических методов, это — ядерный магнитный и электронный парамагнитный ре-аонанс [П.1 ], методы исследования поверхности — Оже-электрон-ная спектроскопия и дифракция медленных электронов, электронная спектроскопия для химического анализа [П.2], ионный микрозонд [11.3 j и др. Во всех случаях изучают поглощение, рассеяние падающих или испускание вторичных электромагнитных волн (или пучка электронов, ионов) частицами исследуемой системы. При некоторых энергиях падаюпхего излучения, совпадающих [c.133]

Важнейшим следствием взаимодействия магии гного иона с электронами проводимости является так называемый эффект Кондо, который заключается в существовании при низких температурах минимума на кривой температурной зависимости удельного сопротивления магнитных сплавов с малой концентрацией магнитных ионов. Этот минимум наблюдался в сплавах Си, Ag, Au, Mg, Zn с примесями r, Mn, Fe, Mo, Re и Os (b кристалле могут присутствовать и другие примеси). Происхождение минимума связывается с обязательным наличием локальных магнитных моментов атомов нримеси. Кондо показал, что аномально высокая рассеивающая способность магнитных ионов при низких температурах является особым следствием динамической природы рассеяния и того обстоятельства, что поверхность Ферми имеет при низких температурах четко очерченные границы. Температурная область, в которой эффект Кондо существен, показана на рис. 19.23. Сколько-нибудь несложного физического объяснения этого эффекта пока не существует, однако первая работа [25] по этому вопросу вполне доступна для понимания. [c.682]

На рис. 4.4 приведены экспериментальные зависимости изменения интенсивности сигналов ГВГ и ГСЧ с ростом дозы ионной имплантации. Сигнал ГСЧ при этом спадает гораздо круче, что свидетельствует о преимущественном разупорядочении тонкого поверхностного слоя. С помощью ГСЧ удается регистрировать аморфизацию поверхности GaAs, вызванную столь малыми дозами имплантации ( 10 см ), что другие методы, применявшиеся для этой цели до сих пор (рентгеновские и рассеяния а-частиц), регистрировать ее не могут. [c.234]

Стерн и Говард [95] довольно основательно рассмотрели теорию квантового предела для поверхностных инверсионных слоев в полупроводниках с эллипсоидальными изоэнергетичес-кими поверхностями. Они провели тщательное рассмотрение экранирования, связывания и рассеяния в двумерном электронном газе заряженными примесными ионами и смогли сравнить рассчитанную подвижность с различными экспериментальными результатами. Вариационный метод Фанга и Говарда [94] [ср. (9.16) — (9.18)] может быть легко обобщен [95] на случай эллипсоидальных изоэнергетических поверхностей при использовании гамильтониана эффективных масс [c.139]

Обратное резерфордовское рассеяние (ОРР) является почти неразрушающим методом определения элементного состава образца по глубине, а также средством оценки степени совершенства кристалла (при использовании каналирования). Эксперименты вьшолняются путем бомбардировки образца легкими ионами (обычно Не" ) с энергиями порядка нескольких мегаэлектровольт. Все обратно отраженные ионы анализируются по энергиям с целью определения вида атома, ответственного за рассеяние, а также расстояния под поверхность, на котором атом локализован. Энергию обратно рассеянных частиц можно найти из соотношения [c.188]

Э. п. применяются для изучения автоэлектронной эмиссии металлов и полупроводников, для определения работы выхода с разных граней монокристалла и пр. Для наблюдения фазовых превращений, изучения адсорбции атомов разл. в-в на металлич. или полупроводниковой поверхности и т. д. Э. п. используют весьма ограниченно, т. к. намного большие возможности в этих отношениях даёт применение ионного проектора. ЭЛЕКТРОНОГРАФ, прибор для исследования ат, строения тв. тел и газовых молекул методами электронографии. Э.— вакуумный прибор, схема той его части, где формируется электронный пучок, близка к схеме электронного микроскопа. В колонне, осн. узле Э., эл-ны, испускаемые раскалённой вольфрамовой нитью, разгоняются высоким напряжением (от 30 кВ и выше — быстрые эл-ны и до 1 кВ — медленные эл-ны). С помощью диафрагм и магн. линз формируется узкий электронный пучок, направляемый на исследуемый образец, находящийся в спец. камере объектов и установленный на спец. столике. Рассеянные эл-ны попадают в фотокамеру, и на фотопластинке (или экране) создаётся дифракц. изображение (электр онограмма). Зависимость интенсивности рассеянных эл-нов от угла рассеяния может измеряться с помощью электронных приборов, Э, снабжают разл. устройствами для нагревания, охлаждения, испарения образца, его деформации и т. д. [c.891]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...