Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Современные методы анализа поверхности
1.1. Методы анализа физико-химического состояния поверхности. 9
1.2. Применение геометрии полного внешнего отражения в аналитических целях
1.3. Мессбауэровская спектроскопия как метод анализа поверхности
1.4. Рентгенфлуоресцентная спектроскопия в условиях полного внешнего отражения 26
ГЛАВА 2. Взаимодействие жесткого электромагнитного излучения с ультратонкими слоями поверхности
2.1. Модель взаимодействия излучения соднородной средой 32
2.2. Дискретная модель взаимодействие излучения со слоисто-неоднородной средой в геометрии ПВО 41
2.3. Формирование аналитических сигналов в условиях ПВО 45
2.3.1. Флуоресцентное излучение45
2.3.2. Мессбауэровское излучение
ГЛАВА 3. Экспериментальная установка для комплексного анализа поверхности
3.1. Рентгено- и гамма-оптическая схема экспериментальной установки 60
3.2.Детектирование различных типов излучения
3.3. Оптимизация рентгено- и гамма оптической схемы установки ... 71
3.4.Электронная система управления и накопления спектрометрической информации 72
ГЛАВА 4. Методика проведения экспериментальных исследований
4.1. Юстировка оптической схемы экспериментальной установки... 76
4.2.Методика проведения исследований
4.3.Методика обработки экспериментальных данных
4.4. Пакет программ математической обработки экспериментальных результатов 88
ГЛАВА 5. Экспериментальные исследования тонких пленок и многослойных синтетических структур
5.1. Анализ многослойных синтетических структур д^
5.1.1. Мессбауэровская спектроскопия д7
5.1.2. Результаты рефлектометрических измерений ^Q2
5.1.3. Элементный анализ многослойной структуры .JQ3
5.2. Селективный по глубине анализ продуктов коррозии в ультратонких пленках железа
5.2.1.Результаты рефлектометрических измерений
5.2.2.Мессбауэровская спектроскопия продуктов коррозии
5.3.Определение спиновой текстуры в Fe/V сверхрешеток
Заключение 129
Основные результаты и выводы 12д
Список цитируемой литературы 131
- Применение геометрии полного внешнего отражения в аналитических целях
- Дискретная модель взаимодействие излучения со слоисто-неоднородной средой в геометрии ПВО
- Оптимизация рентгено- и гамма оптической схемы установки
- Пакет программ математической обработки экспериментальных результатов
Введение к работе
В настоящее время в аналитической химии приобретают большую актуальность исследования, направленные на создание новых и модернизацию существующих методов вещественного анализа поверхности. При этом особое внимание уделяется методам, позволяющим проводить селективные по глубине элементный, фазовый и структурный анализ ультратонких слоев поверхности в нанометровом диапазоне глубин. Эти методы востребованы при исследовании таких объектов, важных с теоретической и практической точки зрения, как объекты микро- и нано-электроники, катализаторы, биологические объекты, продукты коррозии на ее начальной стадии, процессы адсорбции, а также новые многослойные синтетические структуры.
Важным требованием к применяемым для анализа методам является их неразрушающии характер. Этому в полной мере отвечают методы, основанные на взаимодействии электромагнитного излучения с веществом.
Интенсивное развитие рентгеновской и мессбауэровской оптики поверхности стимулировало появление поверхностно-чувствительных методов, которые основаны на сочетании эффекта полного внешнего отражения и различных спектроскопических и дифракционных методов. Изменение угла падения излучения на поверхность исследуемого образца в диапазоне углов полного внешнего отражения приводит к изменению глубины проникновения излучения, и, следовательно, позволяет получать информацию о физико-химическом состоянии поверхности на различных глубинах. Современной тенденцией в аналитической химии является одновременное использование нескольких методов, позволяющих получать взаимодополняющую информацию об анализируемом
объекте, обеспечивая, таким образом, высокую достоверность результатов анализа.
Рентгенфлуоресцентная спектроскопия в условиях скользящего падения позволяет извлекать информацию о распределении по глубине элементного состава анализируемых поверхностей.
Использование скользящих углов в экспериментах по ядерному гамма резонансу (эффект Мессбауэра) позволило развить новый поверхностно-чувствительный метод фазового анализа -скользящую мессбауэровскую спектроскопию. Большой коэффициент внутренней конверсии, присущий резонансным переходам во многих мессбауэровских ядрах, приводит к тому, что в процессе резонансного поглощения, ядро, при разрядке возбужденного состояния, излучает вторичное излучение (электроны конверсии, Оже-электроны, рентгеновское излучение и рассеянное гамма-излучение). Это позволяет эффективно регистрировать не только зеркально-отраженное излучение, но и выход вторичного излучения.
Настоящая работа посвящена разработке комплексного подхода для неразрушающего, селективного по глубине исследования элементного и фазового состава поверхности изучаемых объектов. Такой подход позволяет объединить методологические возможности мессбауэровской и рентгеновской спектроскопии при нормальных и скользящих по отношению к поверхности углах падения излучения. Решение этой задачи позволит добиться прогресса в приоритетных областях науки и техники. Цель работы-
Цель настоящей работы - разработка и исследование аналитических возможностей комбинированного метода анализа поверхности на принципах малоугловой мессбауэровской и рентгеновской спектроскопии, а так же выбор путей его оптимальной реализации.
б Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:
провести исследование особенностей взаимодействия рентгеновского и мессбауэровского излучений при скользящих углах падения для решения проблемы комбинированного селективного по глубине мно го элементно го и фазового анализа поверхности;
выполнить численное моделирование процесса взаимодействия рентгеновского и гамма-излучений с исследуемым веществом;
создать экспериментальную установку для проведения на Heq исследований;
разработать методику эксперимента;
провести экспериментальную оценку аналитических возможностей разработанного метода.
Научная новизна.
Проведено теоретическое и экспериментальное обоснование возможности применения рентгеновской и гамма-оптики скользящего падения для селективного по глубине элементного и фазового анализа поверхности.
Предложена комбинированная рентгено- и гамма-оптическая схема для проведения рентгенрефлектометрических, рентгенфлуоресцентных, рентгендифрактометрических и мессбауэровских исследований, и анализа.
Предложен алгоритм для численного моделирования процесса формирования аналитических сигналов при взаимодействии рентгеновского и гамма излучений с поверхностью в области углов полного внешнего отражения.
Созданы программы комплексной взаимодополняющей обработки экспериментальных результатов.
5, На примере анализа образцов многослойной наноструктуры
2Г9.5им/[СГ0і49н^/РЄо.91нм]х26/СГ50н^СТЄКЛО И ПЛЄНОК ПРОДУКТОВ
коррозии показаны аналитические возможности метода для селективного по глубине элементного и фазового анализа.
6. Впервые установлена магнитная текстура в многослойной
металлической системе Fe/V.
Практическая значимость работы.
Разработан новый метод для решения задач селективного по глубине элементного и фазового анализа поверхности в субнанометровом диапазоне глубин.
Создана, не имеющая аналогов, экспериментальная установка, позволяющая проводить комплексные измерения рентгенрефлектометрических, рентгенфлуоресцентных, рентгендифракционных и мессбауэровских спектров.
На защиту выносятся:
Обоснование комбинированной единую гамма- и рентгено-оптической схемы проведения селективного по глубине элементного и фазового анализа ультратонких слоев поверхности и многослойных синтетических структур
Макет спектрометра малоугловых рассеяний рентгеновского и мессбауэровского излучений
Методики проведения измерений и обработки экспериментальных данных для не деструктивного послойного элементного и фазового анализа
Результаты анализа элементного и фазового состава многослойных синтетических структур,
Результаты селективного по глубине фазового анализа продуктов коррозии.
Личный вклад автора. Все новые результаты, сформулированные в диссертации, получены лично диссертантом. Вклад диссертанта
s состоит в разработке и сборке экспериментальной установки, в проведении экспериментальных исследований, интерпретации их результатов и формулировке выводов.
Достоверность результатов, полученных в диссертационной работе подтверждается сравнением данных численного моделирования и статистически обработанных экспериментальных данных.
Финансовая поддержка работы осуществлялась: Министерством образования Российской Федерации, гранты №№ АОЗ-2.11-289 и А04-2.11-144.
Апробация результатов. Основные результаты диссертационной работы обсуждались на конференциях: "Мессбауэровская спектроскопия и ее применения" (Санкт-Петербург, Россия, 2002 г.), "Рентгеновская оптика 2003" (Нижний Новгород, Россия, 2003 г.), "International Conference on the Application of the Mossbauer Effect" (Мускат, Оман, 2003 г.), IV национальной конференции "По применению Рентгеновского, Синхротронного излучений, Нейтронов и Электронов для исследования материалов" (Москва, Россия, 2003), IV международной конференции "Химия высокоорганизованных веществ и научные основы нанотехнологии"(Санкт-Петербург, Россия, 2004 г.) и "Рентгеновская оптика 2005" (Нижний Новгород, Россия, 2005 г.). Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ.
Применение геометрии полного внешнего отражения в аналитических целях
Из оптики известно, что взаимодействие электромагнитного излучения с веществом характеризуется комплексным показателем преломления п, который зависит от электронной плотности среды, и как следствие с ее элементным и структурным составом. Для рентгеновского и более жёсткого излучения показатель преломления п 1 (на величину 10"5-И0 7 ) и вакуум является оптически наиболее плотной средой. В этом случае при падении излучения на плоскую отражающую поверхность под углом меньше некоторого критического значения Эф возникает явление ПВО. Свойства отражающей среды можно описывать с помощью обобщённой восприимчивости х, связанной с комплексным показателем преломления среды п [31]: р- описывает затухание электромагнитного излучения в среде и его выражение имеет следующий вид: где (і - линейный коэффициент поглощения, X - длина волны излучения. Действительная часть показателя преломления 5, характеризующая рассеяние на электронах, определяется как: где пв - плотность электронов в веществе рассеивателя, е и m заряд и масса электрона, с - скорость света. Критический угол 0кр, ниже которого наступает полное внешнее отражение, будет равен: где Z, А и р атомный номер, атомный вес и плотность. Для углов скольжения 0 порядка нескольких миллирадиан коэффициент отражения от полубесконечной изотропной поглощающей среды определяется формулой Френеля [32]. При уменьшении угла скольжения 0 от некоторого значения до 0кр интенсивность отражённой волны резко возрастает, но наличие поглощения в реальных средах приводит к тому, что и при углах меньших GKp. коэффициент отражения остаётся всегда меньше 1. Возникновение зеркально отраженной волны наряду с процессами поглощения приводит к резкому затуханию преломлённой волны в среде.
С учётом этого факта можно определить глубину проникновения излучения в исследуемую среду вдоль нормали к поверхности как глубину, на которой интенсивность преломлённой волны убывает в е раз, и использовать выражение [33]: Резкое сокращение глубины проникновения d; при уменьшении угла скольжения обусловило интерес к данному эффекту. Вид кривой отражения непосредственно зависит от показателя преломления, и как следствие от присутствующих в образце элементов, что позволяет оценить их содержание. При увеличении угла скольжения 0 Др интенсивность зеркально отраженной волны быстро падает. Если среда слоистая, то на каждой границе раздела появляются отраженная и преломленная волны. Интерференция отраженных волн приводит к появлению осцилляции на кривой коэффициента зеркального отражения, что дает информацию об изменении обобщенной восприимчивости / (z) ПО ГЛубйНе І-. Серьезным ограничением методов служит і падает чувствительность метода а, следої многих случаях помогает регистрация различных типов вторичного преобладающий при углах 0 0т, При этом толщина анализируемого слоя уже будет определяться глубиной выхода вторичного излучения на поверхность. На рис. 1.2. приведена геометрия проведения различных областях науки и техники, таких как: материаловедение, ХИРЛИЯ, биология, геология, минералогия и др. К настоящему времени опубликовано множество работ по МС.
Основной акцент в этих работах делается на рассмотрение физических принципов метода, его теоретических аспектов, а также на наиболее интересные объекты исследования [34-41], число которых постоянно растет, особенно в связи с возросшим интересом к проблемам материаловедения. При этом МС постепенно переходит из разряда экзотических физических методов исследования в разряд обычных аналитических методов со своей методологией и наиболее адекватными объектами анализа. В основе метода мессбауэровской спектроскопии лежит безотдачное резонансное поглощение гамма-квантов ядрами определенного изотопа, находящегося в исследуемом веществе. Источник гамма-квантов представляет собой вещество, в котором находятся ядра мессбауэровского изотопа в возбужденном состоянии. Они излучают гамма-кванты с энергией Е0 при переходе в основное состояние. Это излучение, попадая в объект исследования, содержащий аналогичные ядра {но в основном состоянии), переводит их в возбужденное состояние, т.е. резонансно поглощается. Малая ширина ядерных уровней, лежащая в пределах 10"10+10"15 от величины энергии ядерного перехода, определяет чрезвычайно высокую разрешающую способность мессбауэровской спектроскопии, которая намного превосходит разрешающую способность любых других физических методов. Аналитическая информативность мессбауэровской спектроскопии определяется тем, ядро мессбауэровского атома является высокочувствительных зондом, у которого энергия ядерных подуровней изменяется в зависимости от электронного окружения ядра, а также от внутренних и внешних электрических и магнитных полей.
Дискретная модель взаимодействие излучения со слоисто-неоднородной средой в геометрии ПВО
Слоисто-неоднородную среду можно моделировать дискретной многослойной системой. Дискретность означает, что в пределах каждого слоя значение электронной восприимчивости %п остается постоянным (п-номер дискретного слоя). Интерфейсные области, возникающие на границах раздела за счет перемешивания элементов из близлежащих слоев можно учесть, разбив эту область на несколько дискретных слоев с изменяющейся по какому либо закону электронной плотностью. Отражение от такой структуры может быть описано двумя различными методами. Один из них часто используется в рентгеновской оптике и обычно называется методом рекуррентных соотношений Паррата [73]. Другой подход базируется на использовании характеристических матриц (матриц распространения) [74]. Оба эти метода кратко описаны в [75,76]. Необходимо заметить, что с помощью матриц распротранения можно легко найти амплитуду поля E(z) на любой глубине в слоисто-неоднородной среде, а не только коэффициент отражения на внешней поверхности отражающей среды. Вследствие этого при рассмотрении вторичных процессов в условиях ПВО этот метод предпочтительнее метода рекуррентных соотношений. Будем исходить из предположения, что свойства среды изменяются только с глубиной z, так что изменение восприимчивости среды % [76] представляет собой одномерную функцию: % = z(z)
В оптике слоисто-неоднородных сред, изменение ПОЛЯ излучения в зависимости от глубины описывается при помощи дифференциальной матрицы распространения М[68]: ЄДИНИЧНЬІЙ вектор нормали к поверхности, косой крест (х) обозначает образование тензорі В вираженим (2.16) для описания изменения поля излучения глубине в анизотропной среде используется четыре скалярные земенные, так как в каждом анизотропном слое существует четьіре волн в прйуом и обратном направлениях). На рте. 2.7. представлено отражение электромагнитной волны от слоистой среды, состоящей из п плоско параллельных изотропных слоев. Волновые векторы этих четырех собственных волн могут быть найдены при решении дисперсионного уравнения для матрицы м в каждом слое п, в котором можно положить %(z) = const. В скалярном случае дифференциальная матрица распространения М становится 2х2-матрицей и описывает изменение с глубиной амплитуды поля и ее z-производной: E(z) E(z) _d_ dz шМ(г) 1(z) 1 Необходимость использования двух переменных для описания распространения излучения в среде при скользящих углах падения следует из того обстоятельства, что в слоистой среде существуют волны, распространяющиеся в прямом и обратном направлениях. В однородном слое аналитическое решение матричного дифференциального уравнения (2.17) имеет достаточно простой вид; ( іСЛ і COsQ (i 7)sinQ схр[ікМа)= . . _ n W smQ cosQ (2.18) где Q = Kdn., л2 = 02 + х. Так как тангенциальные компоненты электрического и магнитного поля излучения непрерывны на границах раздела, то для многослойной пленки характеристические матрицы отдельных слоев перемножаются (dn- толщины отдельных слоев, n=1,....,m; d =dl+....+dm, где d - полная толщина пленки): L = cxp{iKdmMm} cxpjiKd M } {iKd.M,} (2.19)
Именно это обстоятельство определяет эффективность матричного метода. Плавный профиль изменения параметров с глубиной можно аппроксимировать ступенчатым, что дает возможность определять характеристическую матрицу по формуле (2.19). Характеристическая матрица L связывает тангенциальные амплитуды поля на верхней (z=0) и нижней (z=d) поверхностях пленки где Е0- амплитуда падающей волны, v\d - нормальная компонента волнового вектора преломленной в подложку волны (в единицах со/с) nd=ed = (e2 + Xd)"2 (2.22) 5td- восприимчивость подложки, 0d - угол скольжения для преломленной в подложку волны, \ц (i,j=1,2)- элементы характеристической матрицы L, получаемой из уравнения (2.19). Выражение 2.21 позволяет вычислить коэффициенты отражения от многослойной среды, если известны толщины d„ и восприимчивости Хп слоев. На рис. 2.8. показаны расчетные кривые коэффициентов отражения от многослойной периодической структуры, состоящей из 40 чередующихся слоев V и Ni с толщинами 2 и 3 нм соответственно. Структура нанесена на подложку Si. Как видно из рисунка кривые зеркального отражения от многослойных пленок приобретают достаточна сложный вид. На интерференционные осцилляции Кизиха, характеризующие общую толщину пленки, накладываются бреговские лики, определяемые периодом искусственно созданной сверхрешетки. рентгенфлуоресцентного анализа. Количественной характеристикой содержания определяемого элемента в этом методе является интенсивность флуоресцентных линий, соответствующих этому элементу, возникающие после ионизации атома. В связи с этим возникают две основные задачи в проведении количественных измерений содержания элементов в условиях ПВО. Во-первых, необходимо определить общую интенсивность возбуждающего излучения на каждом слое в зависимости от угла падения исходного излучения с учетом того факта, что в слоистой среде волны распространяются в прямом и обратном направлениях. И, во-вторых, требуется учесть процессы поглощения флуоресцентного излучения при прохождении через вышележащие слои анализируемой структуры.
Для решения этих задач можно использовать два подхода в зависимости от типа анализа. При определении следовых количеств образец наносят тонким слоем на подложку. Интенсивность возбуждающего изучения в этом слое при ПВО (угол падения излучения на образец должен быть меньше критического) можно определить, используя выражение (2.13), следующим образом: где lin[ -интенсивность возбуждающего излучения в тонкой пленке, /0-интенсивность падающего излучения. В данном случае, за счет того, что анализируемый слой имеет толщину порядка нанометров можно пренебречь поглощением флуоресцентного излучения в среде и использовать для расчетов выражение (1.14) заменив в нем /0 на 1-тЬ полученного из уравнения (2.23). Более подробно методики подобных измерений описаны в [77-82] Для селективного по глубине анализа многослойных структур необходимо как определять интенсивность возбуждающего излучения в каждом слое в зависимости от угла падения, так и учитывать поглощение вторичного излучения анализируемой средой[63,64].
Оптимизация рентгено- и гамма оптической схемы установки
Основные геометрические размеры аналитической части экспериментальной установки оптимизировались для выполнения следующих условий: величина расходимости падающего на поверхность образца коллимированного, плоскопараллельного пучка рентгено и у- квантов -ДО должна обеспечивать устойчивую возможность получения спектров для углов е 0кр(0ф 3,8мрад); должна обеспечиваться достаточно высокая светосила эксперимента при разумных габаритах аналитической стойки установки.
Отправной точкой на этапе оптимизации служили геометрические размеры активной части источников излучения. В результате решения задачи многопараметрической оптимизации получены следующие значения основных размеров и диапазонов их регулировок для рентгено и у-оптической схемы установки: активная часть мессбауэровского источника должна размещаться на узкой полосе шириной 1 мм и длинной 20 мм, что позволяет при удельной активности 5 милликюри/мм2 получить общую активность 100 милликюри; расстояние между входной и выходной щелью коллимационного устройства U должно быть =00 мм, расстояние от входной щели коллимационного устройства до точки, в которой располагается ось вращения поверхности образца Ц«300 мм, и расстояние от оси вращения до входной щели детектора зеркального отраженного излучения L2«1Q0 МУ. ЭТО условие позволяет добиться расходимости падающего излучения не более 0.2 мрад. ЗАЭлекгронная система управления и накопления спектрометрической информации Электронная система установки [88] включает в себя блок управления шаговыми двигателями М1 и М2 двухкружного гониометра (Г), двухканальный модуль высоковольтного напряжения для питания детекторов, мессбауэровский канал, рентген-флуоресцентный канал, блок управления взаимозаменяемыми рентгеновскими трубками и блок питания и управлений лазерным излучением. Блок-схема экспериментальной установки приведена на рис. 3.3 Управление шаговыми двигателями двухкружным гониометрам, на который помещаются образец и детектор, осуществляется с помощью персонального компьютера через LPT порт.
При этом возможны два режима: независимое и зависимое управление шаговыми двигателями. Независимый режим необходим как для юстировки нулевых положений рентгено- и гамма-оптической схемы, так и для режима измерения кривых диффузного рассеяния, дающих информацию о шероховатости исследуемой поверхности. Зависимый режим обеспечивает работу в геометрии (8 - 28)t которая необходима для регистрации кривых зеркального отражения, а также рентенфлуоресцентного и мессбауэровского анализа в скользящей геометрии. Система управления мессбауэровским каналом, состоит из блока, предназначенного для управления доплеровским модулятором через выносной усилитель мощности и блока, осуществляющего регистрацию и накопление спектрометрической информации в амплитудном и временном режимах. Эта система выполнена в виде отдельной платы, соединенной с персональным компьютером через шину ISA. Электронная система рентгенфлуоресцентного канала также выполнена в виде платы, вставляемый в системный блок персонального компьютера PC через шину ISA. Модуль предназначен для выполнения двух функций: управление работой полупроводникового детектора и регистрация и накопление рентгенфлуоресцентных спектров.
Использование модулей, выполненных в стандарте ISA, позволило автоматизировать проведение экспериментов, используя персональный компьютер для управления режимами работы узлов установки, и легко обрабатывать полученную информацию. Для управления экспериментальной установки в различных режимах разработан пакет программного обеспечения, осуществляющий управление описанных выше узлов блоков, а также позволяющий отображать спектры и выводить их на периферийные устройства без прерывания процесса измерения.
Пакет программ математической обработки экспериментальных результатов
Для извлечения селективной по глубине информации об элементном и фазовом составе анализируемого образца был разработан программный пакет обработки экспериментальных данных. Основная особенность данного пакета заключается в том, что все программы, входящие в его состав являются согласованными, т.е. информация, полученная из одной программы, используется во всех остальных и наоборот. Кроме того, так как для определения элементного и фазового состава проводятся измерения серии спектров, то необходимо единые параметры ДЛИ всех Первоначальная задача об мессбауэровских спектров флуоресцентные линии, п информация об элементном составе (длина волны или энергия линии) и их относительное содержании (интенсивность пика или площадь под линией). С целью решения этой задачи была разработана программа, раскладывающая РФА спектр на отдельные лини, в которых теорет
С целью получения более надежных результатов в алгоритм программы включена возможность нормировки каждой линии (ее интенсивность или площадь) на величину массового коэффициента поглощения элемента, соответствующего этой линии для длины волны возбуждающего излучения, и выхода флуоресценции определенной линии. При обработке серии спектров, измеренных при разных углах, существует возможность их нормировки на единое время накопления. Кроме того, программа определяет зависимости интенсивностей или площадей линий от угла падения возбуждающего излучения на образец для всех определенных элементов, аналогичные показанным зависимостям на рисунках 2.9.а и 2.10.а. Такие зависимости будут в дальнейшем использованы для восстановления элементного состава по глубине. В мессбауэроаских спектрах каждая компонента (гипотеза), соответствующая резонансному ядру в том или ином окружении, может содержать несколько линий, связанных между собой набором параметров сверхтонких взаимодействий (см. раздел 1.3). Результирующий теоретический спектр содержит суперпозицию таких гипотез, а его подгонка к экспериментальным точкам осуществляется нелинейным МНК. Площади под гипотезами определяют относительное содержание атомов, находящихся в соответствующем окружении. Для примера работы программы на рис. 4.10 представлено разложение мессбауэровского спектра многослойной структуры [FeiOHM/V10HJX25, измеренном при угле 10 мрад на отдельные гипотезы. Как было отмечено выше, для мессбауэровском эксперимента характерна малая светосила. Поэтому зачастую получаемые спектры содержат высокую долю случайного "шума".
Для устранения этого шума в алгоритм программы включены методы цифрового параметрами сверхтонких взаимодействий, что обусловлено наличие? таких подспектров соответствуют вероятности нахождения резонансных атомов в том или ином окружении. Для реализации этого способа обработки была разработана специальная программа, рабочее окно и результат работы которой представлен на рис.4,11 Описанный подход был использован для исследования многослойных синтетических структур РеЛ/ и Fe/Co5 Результаты этих исследований опубликованы в [102.103]. Распределения сверхтонких параметров (химических сдвигов, магнитных полей, квадрулольных расщеплений) позволяют достаточно точно определять структуру и долю интерфейсных областей, однако не дают информацию о том, находятся эти области на поверхности или в объеме структуры. Обработка кривых зеркального отражения и зависимостей выхода вторичных излучений от угла падения возбуждающего излучения осуществляется сопоставлением экспериментально определенных кривых с теоретическими зависимостями, рассчитанными для модельных дискретных структур. С целью решения этой задачи нами была разработана программа, алгоритм которой основан на подходе, использующим характеристические матрицы распространения (данный подход описан в разделе 2.2).
На первом этапе обработки строится дискретная модель анализируемой структуры. В качестве параметров каждого слоя задаются вещественная и унимая части восприимчивости, а также толщина слоя, Варьированием этих параметров осуществляется "подгонка" рассчитанной зависимости коэффициента отражения от этой структуры к кривой зеркального отражения, измеренной для анализируемого образца. Коэффициенты отражения рассчитываются по формуле .21). Таким образом, восстанавливается профиль распределения электронной плотности по глубине, а также толщины слоев анализируемой структуры. На рис. 4.12. представлено рабочее окно программы при обработке кривой отражения, измеренной для многослойной структуры [FeiaM/V1Dtw]X25. Обработка получаемых из обработки РФА спектров зависимостей выходов флуоресцентного излучения с целью восстановления элементного состава по глубине анализируемой структуры осуществляется добавлением к. полученной модели параметров, характеризующих процессы образования и поглощения
