Задачи

11.1. Допустим, вы облучаете образец электронами с энергией и измеряете KLL оже-электроны. Рассчитайте отношение сечений ионизации и Р; флюоресцентный выход глубину выхода X и выход оже-электронов.

11.2. Сравните оже-выходы в задаче 11.1 с выходом рентгеновского -излучения при электронном микроанализе, не учитывая поглощение излучения и поправки на обратное рассеяние электронов.

11.3. Рентгеновское излучение создает вакансии в подоболочке Си L] (2 s). Оцените энергии фотоэлектронов, оже-электронов (переходы Koстера — Кронига) и рентгеновского -излучения. Будут ли эти вакансии в -оболочках преимущественно заполнены за счет излучательных или неизлучательных переходов? Сделайте оценку сверху величины флюоресцентного выхода. Возбуждение какого из -уровней будет снято за счет переходов Костера — Кронига?

11.4. Пленка никеля толщиной 1000 А на подложке облучается пучком электронов с энергией 10 кэВ. Рассчитайте отношение выходов рентгеновского -излучения и KLL оже-электронов.

11.5. Вам дали образец, содержащий слой толщиной 200 А на подложке толщиной около 1 мм, и требуется определить отношение числа атомов Вы можете выполнять исследование с помощью XPS, AES или электронного микроанализа, используя электроны с энергией 20 кэВ и рентгеновский источник

. Чтобы сравнить различные методики, вы выполняете следующие расчеты или сопоставления.

а. Каково отношение сечений ударной ионизации А-оболочек электронами и фотоэффекта для -оболочки?

б. Каково отношение флюоресцентных выходов для дырки в А-оболочке?

в. Вы измеряете интенсивность рентгеновского -излучения от с помощью детектирующей системы, имеющей разрешение 200 эВ. Следует ли ожидать перекрытия или М-излучения от атомов или от подложки Следует ли ожидать, что обратное рассеяние электронов от подложки повлияет на полный или относительный выходы для ?

г. Каковы в измерениях XPS (в пренебрежении работой выхода) энергии фотоэлектронов и соответствующие им глубины выхода Каково отношение интенсивностей в предположении одинаковой эффективности детектора для электронов обеих энергий?

д. Каковы энергии и соответствующие им глубины выхода оже-электронов ? Каково отношение скоростей переходов для ?

е. Сравните эти три методики по исследуемым глубинам, необходимым поправкам у влиянию помех, а также оцените отношения выхода для величины .

11.6. Сравните переходы для дырок в -оболочках элементов с .

а. Каковы отношения [формула Сравните эти величины с графиком на рис. 11.5.

б. Каковы ширины и времена жизни атомных уровней? Сравните величины времен жизни для этих двух элементов со временем движения электрона по круговой орбите в модели атома Бора.

11.7. В установке для -анализа с использованием рентгеновского -источиика регистрируются и фотоэлектроны (см., например, рис. 9.7). Каковы будут энергии и глубины выхода для -фотоэлектронов и оже-электронов из ванадиевой мишени? Каково отношение электронного и фотонного сечений, образования дырок в болочках (для энергии электронов ? Поскольку выход флюоресценции -оболочки мал (приложение рис. 11.6), оцените отношение фотоэлектронов и оже-электронов, предполагая, что переходами Костера — Кронига можно пренебречь. Оправдано ли такое допущение?

Литература

1. Bambynek W. et al., X-ray Fluorescence Yields, Auger and Coster — Kronig Transitions, Rev. Mod. Phys., 44, 716 (1972).

2. Carlson T.A., Photoelectron and Auger Spectroscopy, Plenum Press, New York, 1975. [Имеется перевод: Карлсон T.A. Фотоэлектронная и оже-спектроскопия. — Л.: Машиностроение, 1981.]

3. Carter G. ,Navinsek В. , Whitton J.L., Heavy Ion Surface Topography Development, in: Sputtering by Particle Bombardment II, R. Behrisch, ed., Springer-Verlag, Berlin, 1983. [Имеется перевод: Распыление твердых тел ионной бомбардировкой физ. распыление одноэлементных твердых тел/Под ред. Р. Бериша. — М.: Мир, 1984.]

4. Change С.С., Analytical Auger Electron Spectroscopy, in: Characterization of Solid Surfaces, P.F. Kane, G.R. Larrabee, eds., Plenum Press, New York, 1974, Chap. 20.

5. Methods of Surface Analysis, A.W. Czanderna, ed., Elsevier, Amsterdam, 1975.

6. Davis L.E., MacDonald N.C., Palmberg P. W. et al., Handbook of Auger Electron Spectroscopy, Physical Electronics Industries, Inc., Eden Prairie, MN, 1976.

7. Ertl G., Kuppers J., Low Energy Electrons and Surface Chemistry, Verlag Chemie International, Weinheim, 1974.

8. Herzberg G., Atomic Spectra and Atomic Structure, Dover, New York, 1944. [Имеется перевод: Герцберг Г. Атомные спектры и строение атомов. — М.: ИЛ, 1948.]

9. Electron Spectroscopy for Surface Analysis, H. Ibach, ed., Topics in Current Physics, vol. 4, Springer-Verlag, New York, 1977. [Имеется перевод: Применение электронной спектроскопии для анализа поверхностей/Под ред. Х.Ибаха. Пр. совр. физики. — Рига: Зинатне, 1980.]

10. Joshi A., Davis L.E., Palmberg P. W., Auger Electron Spectroscopy, in: Methods of Surface Analysis, A.W. Czanderna, ed., Elsevier Science Publishing Co., New York, 1975, Chap. 5.

11. McGuire G.E., Auger Electron Spectroscopy Reference Manual, Plenum Press, New York, 1979.

12. Sevier K.D., Low Energy Electron Spectroscopy, Wiley-Interscience, New York, 1972.

13. Siegbahn K., Nordling C.N., Fahlman A. et al., ESCA, Atomic, Molecular and Solid State Structure Studied by Means of Electron Spectroscopy, Almqvist and Wiksells, Uppsala, Sweden, 1967. [Имеется перевод: Зигбан К., Нордлинг К., Фальман А. и др. Электронная спектроскопия. — М.: Мир, 1971.]

14. Material Characterization Using Ion Beams, J.P. Thomas, A. Cachard, eds., Plenum Press, New York, 1978.

15. Burhop E.H., J. Phys. Radium, 16, 625 (1955).

16. Zalar A., Thin Solid Film, 124, 223 (1985).

17. Pawlik D., Oppolizer H.,Hillmer Т., J. Vac. Sci. Technol., В 3, 492 (1985).

18. Парилис Э.С. Эффект Оже. — Ташкент: Фан, 1969.