Введение к работе
Актуальность работы. Электронная ожп-споктроскопия (ГЮС)
t; столп п настоящее время одним из основных мотодоп изучения
попорхностй образцов нп только п науко, но и п промышленности - п металлургии, микроэлектронике, материаловедении. Это объясняется как том, что ЭОС дает информацию о количественном составе самих верхних монослоев приповерхностной области объекта, так и тем, что, анализируя форму оже-спектров, можно получить информацию ой электронном строении этой области. Такая возможность получать оба вида информации важна еще и потому, что они нередко оказываются взаимосвязанными. Например, посстпноплипио формы оже-споктроп позволяет корректно измерить необходимый для количественных расчетов оже-сигналы, а концентрации компонентом п объекте могут оказывать значительное влияние па форму спектров.
. Уровень развития аппаратурных средств ожо-анализа и автоматизации ожо спектрометров очень высок. Однако, во мпогих случаях но удается п полной море использовать их возможности. Это связано с отсутствием или недостаточностью развития методов восстановления ожо-сноктроп и учета факторов, влияющих на
,) \
результаты ожо-анализа. Так, отсутствие мотодоп учета влияния
шероховатости поверхности на ожо-сигнал часто делает ненадежной информацию, получаемую с помощью количественной ЭОС. А удовлетворительное восстановление формы спектров часто невозможно из-за отсутствия подходящих к соответствующей физической ситуации мотодоп. Кроме того, явно недостаточно применяются современные математические и вычислительные методы работы с данными.
Поэтому актуальной янляотсн проблема развития электронной ожо-споктроскопии в указанных направлениях. Ко решение позволит повысить достоверность информации, получаемой с помощью ЭОС. В этом и состоит цель настоящей работы.
Выбранная цель в работе достигается решением следующих задач:
-
построение физико-математической модели влияния шероховатости поверхности на ожо-сигнал, включающей эффект затенения;
-
разработка метода сглаживания оже-споктров, свободного
от предположений о гауссовском характере шума и о некорроли ванности .сигнала и шума;
3) развитие метода восстановления формы оже-спектра
, измерения аппаратной функции анализатора в смысле расшире класса функций и формы представления спектров, для которых справедлив;
4) разработка метода восстановления формы ожо-снектроп
их дифференциального вида, полученного посредством модуля
отклоняющего потенциала анализатора;, который не ограни
условием малой модуляции.
Научная новизна результатов работы заключается в след щем:
впервые разработана физико-математическая модель вл ния шероховатости поверхности на оже-сигнал. Эта модель вк чает в себя затенение движения электронов. Показано, что наклонном падении первичных электронов возникает анизотро распределения оже-тока по азимутальному углу;
впервые разработан метод сглаживания оже-спектров, котором не сделаны предположения о гауссовском распродоло шума и о некоррелированности сигнала и шума;
- получены необходимое и достаточное условия сходимо
*4 метода восстановления формы оже-спектров без измерения пп
ратной функции анализатора. Показана справедливость метода спектров не только в интегральном, но и в дифферешдиаль виде;
- разработанные методы восстановления формы оже-сиоктр
полученных с помощью модуляции отклоняющего потенциала пня
затора, по сравнению с предшествующими впервые не огранич
условием малой (2555 от ширины ожо-линии) амплитуды модуляци
Достоверность результатов работы подтверждают коррокт использование математического аппарата и вычислительных мо дов и согласие расчетов с. экспериментальными данными, п числе с известными в^ литературе.
На защиту выносятся следующие положения:
1) провести учет влияния шероховатости поверхности исс
дуемого образца im ожо~сигнал позполяот модолироппітив этого эффоктп, основанное нп представлении гаорохопптости п виде стационарной случайной функции поверхностных координпт:
-
вычисление разности модулой Фурьо-образоп зарегистрированного сигнала и шума дает возможность осуществить эффективное сглаживание ожо-спектров;
-
вос.станоплонио формы ожо-сппктроп без измерения аппаратной функции анализатора применимо но только для их интегрального, но и дифференциального вида и осуществимо при уровне шумя до \% от амплитуды спектра;
-
восстановить форму оже-спектра, полученного с помощью модуляции отклоняющего потенциала анализатора, позволяет решение уравнения, свертки, связывающего аппаратную функцию системы регистрации и зарегистрированный и истинный спектры.
Научная и практическая ценность данной роботы состоит в следу идем.
На основе разработанной модели влияния шероховатости поверхности на оже-сигнал стало возможным делать поправки на тероховотость образца при проведении ожо анализа. Разработанные и развитые методы сглаживания и восстановления формы оже-спектров дают возможность проводить эти операции в ситуациях, не позволявших корректно выполнять их старыми методами- Все методы доведены до практической реализации на ОВМ.
Принципы и пути построения модели влияния шероховатости поверхности на ожн-сигнал будут во многом справедливы при создании аналогичных моделей в других видах электронной И ионной спектроскопии, в электронной микроскопии, в оптике, в исследованиях различных видов эмиссии электронов. Методы сглаживания и восстановления формы оже-опектров могут также использоваться в других видах спектроскопии.
Результаты диссертации были использованы в ходе выполнения нескольких НИР, что позволило улучшить эксплуатационные характеристики оже-споктромотров. Имеется соответствующий акт использования результатов.
Апробация работы и публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 11 работ, сделан доклад па XXI Все-
-4-.
союзной конференции по эмиссионной электронике (Лешшгрг 1991 год).
Структура и объем работы. Диссертационная работа состс из введения, трех глав, заключения, описка цитируемой лптої туры из 97 ияимей-ований. она содержит 91 страницу, 15 рис} :«эв, 1 таблицу.
