Введение к работе
Актуальность теш определяется тем, что до настоянэго времени эория формирования зарядовых состояний атомных частиц, отраженных г поверхности твердого тела, хотя и позволяет понять механизм явла-м, но не позволяет вычислить степень ионизации исходя т первых эинципов квантовой механики, Знание величины степени ионизации кме-г фундамендальное значение и необходимо для решения ряда приклад-ах задач физики поверхности.
Одним из- перспективных методов решения таких прикладных заьач яв-яется спектроскопия рассеяния медленых ионов (СРШ1) с начальной кергией не превышающей нескольких кэВ.При соответствующем выборе уо-эвий эксперимента этот метод может дать информацию как о згэментном зставе, так и о структуре исследуемого образца. Причем эффективное^ этода тем выше, чем'меньше энергия Е0 бомбардиругаих ионов. Чтобы злучить-данным методом количественной информация о состоянии по-эрхности необходимо знать вероятность рассеянной частицы з виде йозі, которая характеризуется величиной п+ - степень ионизации рассе-
нной частицы;
+ .К4 .
П =——— '; Сі) R*+ R
цесь: R - поток рассеянных ионов.
R4- поток нейтральных атомов.
До настоявего времени экспериментальные данные о величине т^ для ассеянных газовых ионов были получены в области относительно высо-их энергий; Ео > 1 кэВ.
Цель работы замечалась в систематическом исследовании величины гепени ионизации ионов Аг и Tie, квазиоднократно рассеянных поверх-сстными атомами поликристаллических металлов 5-го и 8-го периодов области энергий 0,25 < Е і 3,0 кзВ. Металлы 5-го и 3-го периода вбираясь потому, что они являются наиболее употребляемыми мишенями в
исследованиях, связанных с целим рядом фундаментальных и прикладные задач, в том числа: получение новых материалов с заданными своист ваші, изготовление эффективных эммтторов, исследование закокомер костей гетерогенного катализа - и т.д. Крона того свойства данник металлов позволяет проводить изиарания в наиболее чистых и контролі! руешх условиях эксперимента.
осьекти исследований. Кокк и атома инертных газов аргска и неона палнкрнсталлические металлы: 5-го CNb,Mo,Pd,Ag,Sn. > и 8-го (Ta.W.Ro Pt.Au.Ph. У периодов.
Научная новизна заключается Б следующих результатах, полученных
БПОрЕНа:
-
Проведены прямые измерения степени ионизации б пиках КЕазкод-некратною рассеяния низкоэнергетиг,эских ионов Аг и Ne:0,25 Ед 3,0 кэВ. на псверхноотц поликристаллических металлов -5-го и 6-го перио лое. Показано, что степень ионизации Аг и Ne в рассматриваемом ' ин тервале энергий изменяется'» пределах-. 10**+ 10"'.
-
Получены зависимости величини ij+ от начальной энергии Ео при ее изменении в широком интервале 0,25 5Ео< 3,0 кэ{5.'-Установлено, что во всех исследуемых случаях ?7+СЕо> - для Аг+ монотонно возрастающая функция, для разных металлов скорость роста различная. Однако изме^ реиныо зависимости +СЕ 3 сус-эствекно отличается от предсказанных теорией Хегструма зависимостей тг?^СЕо"> =s ехрС~с/Е~,/г). Еще Солее резкое отличие вида т)+ от ехр(-с/~1/"3 игблюдаэтея ь случае рассеяния \1*/', функция 7;'!'СЕ6} изменяется немонотонно, проходя через максимум . .
-
Исследована зависимость r»+ ov порядкового номера атома мишенк. Ооьаружено, что if для элементов 6-го периода во всем исследованном интервале энергий больше, чем для элементов 6-го периода. При изменами! Z„ внутри одного периода функция т)+(2_) изменяется немонотонно н при различных Е имеет несколько разный вид.
' 5
4. В'тех же условиях.эксперимента измерены величины иоупругих по-
ерь Q квазиоднократно рассеянных ионов Аг. Показано, что величина
I возрастает с ростом Е примерно линейно я убывает с ростом Z ,
5. Получены значения т>4 на' атомах Pd и Ад в газовсй фаза к орав-
:ены с соответствующими значениями, измеренными для Pd и Ад тверд-
ельнык кишеней. Обнаружено, что зависимости V для одних и тех яр
азовых и твердотельных мишеней Pd и Ад различны.
'Научное и.практическое значение.
Научнее значение представленных результатов заключается в тем, то данные по абсолютной величине Т7+ и ее зависимостям от начальной нергип, электронной структуры поверхности, дают ценную информации ля установления механизма формирования зарядовых состояний раосе-иных частиц. Эти данные, впервые измеренные в области энергий поляка нескольких сотен электронвольт, промежуточной между' исследо-анной областью средник энергий Е > і кзВ и характерными энергиями аспылення Е < 1+100. эБ. совершенно необходимы для создания единой еории зарядообраэовакпя отлетавших частиц.
Практическое значение, полученных результатов, заключается в том,' го измеренные значения т)+, могут быть использогакы для создания гсособа количественного анализа состава и структуры поверхности ме-эдами обратно рассеянных ионов.
Основные положения, выносимые на заииту
-
Результаты прямого экспериментального измерения степени ионг-1ций Аг и Ne в пиках квазиаднократкого рассеяния этих ионов от по-икристаллических металлических поверхностей элементов 5-го и 8 го триодов.
-
Экспериментальные данные по зависимости степени ионизации от їчалькой энергии ионов, электронной структуры поверхности.
-
Результаты измерений величины кеупругой потери энергия' атом-лс частиц, квазиоднократно рассеянных от поверхности металла.
-,.-6- ...
4.. Сравнительные исследования закономерности формирования зарядовых состояний атомных частиц, при их. однократны}? столкновениях ь газах в на поверхности твердого тела.
5. Модель формирования зарядовых . состояний, учитывавшая зависи
мость параметров нейтрализации от локальной электронной структуры
поверхности. _''
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на: 7-Всесоюзной конференции "Взаимодействие атомных частиц с твердым телом. "Сг.Минск,1984г.), Всесоюзном совещании семинаре молодых ученых "Диагностика поверхности ионными пучками. "Сг, Ужгород,1985г.), -20-ой Всесоюзной конференции по эмиссионной электронике Сг.Киев,1997г.}, 5-ом Всесоюзном семинаре по вторично ионной . и ионно-фотонной' ЗМИСі сии (г.Харьков;1988г. 1, 9-ой Всесогсной конференции "Взаимодействие атомных частиц с твердым телом." Сг.Москва, 1989г.); Симпозиуме, по-священном памяти академика АН Уз. ССР У. А. Арнфова "Взаимодействие атомных частиц с поверхностью твердого тела. "Сг. Ташкент, 1989г.),
Публикации. По результатам, выполненных исследований, опубликовано 10 научных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения трех глав, заключения и списка цитированной литературы. Краткое содержание диссертации.
