Пред.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
1.3.2 Анализ состава материаловФизические методы исследования состава материалов играют более важную роль по сравнению с методами химического анализа. Особый интерес представляют те из них, которые могут быть использованы для изучения готовых приборов. В основе ряда методов лежит получение характеристик линейчатых спектров рентгеновского излучения. Рентгеновское излучение с дискретными флуоресцентными спектрами [51] испускают атомы вещества, возбуждаемые жестким рентгеновским излучением. Данный метод, однако, обеспечивает невысокую разрешающую способность в поперечном направлении. Предел разрешения менее 1 мкм в поперечном направлении и по глубине достигается при возбуждении рентгеновского излучения электронами с использованием электронно-зондового микроанализатора в сочетании с растровым или просвечивающим растровым электронными микроскопами [52]. Энергодисперсионный анализ испускаемого рентгеновского излучения выполняется с применением полупроводниковых детекторов, которые имеют больший угол восприятия и более высокую чувствительность, чем спектрометры с кристаллическим диспергирующим элементом. Из-за наличия эффектов упругого рассеяния электронов и вторичной флуоресценции пространственная разрешающая способность этого метода при исследовании массивных образцов ограничена величиной, приблизительно равной 1 мкм. Однако при изучении тонких образцов в просвечивающем растровом электронном микроскопе предел разрешения может быть понижен до 5 нм. Исследование материала с помощью электронно-зондового микроанализатора в сочетании с ионным травлением позволяет определять профили распределения химических элементов. По указанным выше причинам разрешающая способность по глубине составляет около 1 мкм.
Рис. 1.10. Полученные методом оже-спектроскопии профили распределения химических элементов в тонкопленочных солнечных элементах на основе Повысить разрешающую способность в поперечном направлении и по глубине можно при использовании электронов низких энергий (1... 5 кэВ), стимулирующих эмиссию оже-электронов из нескольких ближайших к поверхности мономолекулярных слоев. Данный метод, называемый оже-спектроскопией, позволяет проводить исследования в сканирующем режиме (сканирующий оже-микроанализатор) и обеспечивает разрешающую способность в поперечном направлении, приблизительно равную размеру луча, и разрешающую способность по глубине порядка 1...3 нм. В сканирующем режиме возможно получение полной картины распределения концентрации химических элементов. Особым достоинством метода оже-спектроскопии является высокая эффективность анализа атомов легких элементов. При послойном удалении материала с помощью установленного в одном положении или сканирующего пучка ионов повторение элементного анализа поверхности дает информацию об изменении химического состава материала по глубине [53]. При этом необходимо принимать меры для исключения ошибок и искажений в показаниях приборов, которые возникают вследствие неоднородного распыления, каналирования и других эффектов. Типичное для солнечных элементов на основе В методе фотоэлектронной спектроскопии, известном в химии под названием электронной спектроскопии для химического анализа, в качестве излучения, стимулирующего эмиссию электронов из валентной зоны материалов, применяется характеристическое рентгеновское излучение, источником которого служит магниевый или алюминиевый анод. Этот метод [54], вообще говоря, не обладает высокой пространственной разрешающей способностью, тем не менее он позволяет достичь разрешения по глубине, равного 1...3 нм, и аналогично методу оже-спектроскопии может применяться для определения градиента состава. Наиболее важное практическое значение метода электронной спектроскопии для химического анализа состоит в том, что его можно использовать для изучения сплавов и соединений, поскольку спектры эмитированных электронов несут информацию о химическом состоянии обнаруживаемых элементов. Метод масс-спектроскопии вторичных ионов применяется для анализа ионов, испускаемых веществом, которое подвергается ионному травлению, и, следовательно, позволяет изучать распределение химических элементов по толщине образца [55]. С помощью этого метода можно обнаруживать элементы, содержащиеся в незначительном количестве (несколько миллионных долей), а также разделять изотопы. Все три метода — оже-спектроскопия, электронная спектроскопия для химического анализа и масс-спектроскопия вторичных ионов — обычно требуют создания высокого вакуума, а проведение анализа распределения элементов сопровождается разрушением образца. Элементный анализ, основанный на обратном резерфордовском рассеянии [56], относится к неразрушающим методам, однако для получения зондирующего луча необходимо использовать ускоритель частиц. Помимо перечисленных методов исследование тонких пленок может осуществляться с помощью стандартных аналитических методов: атомно-абсорбционного анализа, нейтронного активационного анализа и искровой спектроскопии. Эти методы, как правило, требуют разрушения образца и дают лишь усредненные характеристики пленки. Кастелем и Веделем [57] разработан метод электрохимического анализа полупроводниковых материалов, который позволяет определять толщину окисного слоя, состав и эквивалентную толщину полупроводниковой пленки. Исследование этим методом пленок
Если
Эквивалентная толщина
Здесь
Рис. 1.11. Зависимости потенциала от времени, измеряемые при электрохимическом анализе На интересующей исследователя конечной стадии реакций экспериментально определяется показанная на рис. 1.11 зависимость потенциала материала
При наличии окислов состав слоя
Значения
Здесь В табл. 1.2 приведены сравнительные характеристики различных методов анализа состава материалов. (см. скан)
|
1 |
Оглавление
|