Введение к работе
. Актуальность.
При исследовании поверхности твердых тел методом оже-электронной спектроскопии одной из основных задач является определение значения энергии оже-электронов, которая является характеристикой - атома химического элемента, его состояния в различных соединениях, а также локальной структуры этих соединений.
Исследование корреляций между сдвигом оже-линий атома и его химическим окружением является эффективным средством локальной диагностики химических соединений на поверхности. Особенно это важно в тех случаях, когда требуемое латеральное разрешение 1-Ю мк не позволяет применять традиционно используемую для таких задач спектроскопию для химического анализа (ЭСХА).
В зависимости от задач исследования требуемые пределы точности определения энергетического положения оже-линий могут различаться. Так при идентификации элементов в многокомпонентных системах требуемые пределы точности составляют 1-2 эВ. Однако, анализ химического состояния требует повышения точности до + 0,1-0,5 эВ. Кроме того, наряду с этим, в оже-электронной спектроскопии существует проблема идентичности измерений одних и тех же характеристических оже-линий на различных приборах, с учетом выбранного уровня отсчета. Поэтому в целях метрологического обеспечения указанных измерений требуется разработать методы калибровки энергетических шкал электронных спектрометров и привязку их к существующим эталонам. При измерении абсолютных значений сдвигов оже - линий на диэлектрических поверхностях могут возникать систематические погрешности, связанные с появлением заряда на поверхности при ее облучении и неопределенностью уровня отсчета (уровень Ферми) принятый в спектроскопии для
химического анализа, оже-параметре [\_] позволяет избежать указаних погрешностей. Он определяется как разность между оже Е ijJ и фотоэлектронной линией Ч. І в спектре.
Изменения оС в ряду соединений для данного элемента, связанные с перестройкой электронной плотности является важной характеристикой химического соединения.
По аналогии с ЭСХА в оже-спектроскопии можно ввести подобный параметр как разность оже-линий для одного элемента. Кинетической энергия оже-электрона Ек , может быть представлена следующей формулой:
Ы> out
Є к =l -Ej-fy +Ferrji +W +Al (2)
где i , Ej , E4 - энергии связи уровней с' , j ,k Feffjk ~ эффективный потенциал взаимодействия дырок на уровнях , / и / .
/{ ) /^ - энергии внутри и вне атомной релаксации на остовньш уровень і . Из этой формулы следует, что величина F-ffjk , определяющая изменения энергии релаксации, может служить эффективной динамической характеристикой оже-процесса. Если предпс дожить, что смещения всех уровней в атоме практически близки при перестройке окружения, а Ес/с jk для различных уровней может отличаться на несколько эВ, то относительные изменения этих величин может являться характеристикой химического состояния атома. Т. е. разность двух оже - линий из одного оже-спек: позволит получить дополнительную информацию о состоянии атома. Цель настоящей работы состояла в исследовании процесс; на поверхности твердого тела и аппаратурных факторов влияющй: на точность измерения положения оже-спектральных линий, а так: в нахождении корреляции между физическими параметрами, опреде ленными из энергии оже-линий и химическим состоянием атомов н
поверхности на примере атомов переходных г сі - металлов.
Для достижения этой цели решались следующие задачи:
-
Проводились анализ и исследование влияния аппаратной функции спектрометра, амплитуды модуляции, режимов регистрации спектров, ионного травления и адсорбции остаточных газов на энергетическое положение оже-спектральной линии. -
-
Разрабатывались метод и методика''калибровки энергетической шкалы электронного спектрометра посредством использования автоэмиссионного источника электронов ( АЭИ), позволящего осуществить привязку относительно уровня Ферми.
-
Разрабатывались и арестовывались стандартные образцы (СО) серии оже-линий чистых элементов V , А1о , / , У?9 ,
Л^, S/ и Сц. для калибровки спектрометра в диапазоне энергий ОТ 100 ДО 2000 эВ.
4. Введены модифицированные формы оже-параметра j>,, ft
и исследовались их зависимости для ряда переходных з с/ -металлов и их соединений.
' Новизна.
Научная новизна работы состоит в следующем: Разработаны метод и методика проведения калибровки энергетической шкалы электронного спектрометра в диапазоне от юо до 2000 эВ , с использованием АЭИ. Впервые введены новые модифицированные формы оже-параметра для характеристики химического состония атомов на поверхности. Исследованы их зависимости для ряда переходных Зя- металлов и их соединений:
Практическая ценность.
" Практическая ценность работы состоит в том, что исследовано влияние аппаратной функции спектрометра, амплитуды модуляции, режимов регистрации спектров, ионного травления и адсорбции остаточных газов на положение оже-спектральных линий, разработаны метод и СО для калибровки энергетической шкалы
электронного спектрометра.
Показано, что модифицированные формы оже-параметра являются характеристикой состояния атомов на поверхности. Данные полученные для ряда переходных з - металлов и их соединений, позволяют получить информацию о химическом состоянии атомов этих элементов на поверхности.
Положения выдвигаемые на защиту:
- Метод и методика проведения калибровки энергетической шкалы электронного спектрометра с использованием АЭИ и СО для аттестации энергетических шкал.
-Модифицированные формы оже-параметра % и У1 , рассчитываемые из энергетического положения оже-спектров.
-Зависимость значений V и % для переходных 3/-металлов и степени их формальной валентности в соединениях.
Апробация. Материалы диссертации докладывались на:
-
9-ой Всесоюзной научно-технической конференции "Локальные рентгено-спектральные исследования и их применения". 1985г. Ижевск;
-
б-ом Всесоюзном симпозиуме по ФЭС, ВЭЭЭ, ВИЭЭ. Рязань, 1986г.);
-
7-ом семинаре социалистических стран по электронной спектроскопии ( Бургас, Бологария, 19 88г.);
4) 11-ой Европейской конференции по изучению поверхности (Саламанка, Испания, 19 9 о г.);
-
6-ой Международной конференции по количественному анализу поверхности (Лондон, Англия, 1990г.);
-
21-ой Всесоюзной конференции по эмиссионной электроник (Ленинград, 19 91 г.).
Публикации. Основное содержание диссертации изложено в і о работах.
Объект и структура диссертации.
Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка цитируемой литературы, из наименований, содержаний стр., рис., , таблиц
