Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Некоторые новые закономерности вторично-электронной эмиссии и их использование в физико-химии оксидов Садовская, Наталия Владимировна

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Садовская, Наталия Владимировна. Некоторые новые закономерности вторично-электронной эмиссии и их использование в физико-химии оксидов : автореферат дис. ... кандидата химических наук : 02.00.04.- Москва, 1991.- 28 с.: ил.

Введение к работе

Актуальность теїш. Решение большинства проблем фпзико-хнинз твердого тела тесно свяэано о необходимостью анализа электронного строения, атомной н кристаллической структуры, химического состава, исследований фнзнко-хішическнх и физических свойств, ч»о требует применения кснплекса современных фи8ичеоких ызтодов. Например, аналитические задачи материаловедения полупроводников, сегнетоэлектра-ков, высокогзипературных сверхпроводников, специальных сплавов и т.д., необходимых для научно-технического прогресса, могут быть ре-вены с помощью получивших нирокое распространение методов электронного зондирования. Однако, во многих случаях традиционные подходы в этих методах не являются удовлетворительными аз-аа недостаточной локальности и чувствительности анализа, а также вследствие специфических свойств ряда рассматриваемых материалов, таких как образование прнэлектродяых барьерных слоев, взаимодействие свободных носителей и поляризации, налоаение токов проводимости, смещения, переполяриаации и т.п.

Получение.более качественной и преамущесззваио новой ияфорнз-цаи может Сыть осуществлено на основа новых подходов в электрошш-8ондовых методах. При этом, наряду с изучением возможностей обнаружения дополнительных сигналов от взаимодействия электронного зонда с твердым телом (например, з оже-электроиной, фотоэлектронной и рентгеновской спектроскопии), следует обратить особое внимание на поиск новых качественных и количественных связей известных аналнгя-ческих сигналов со структурными, химическими и физическими характеристиками твердого ївлз. С точки зрения расширения аналитических во5ыо2Шостай электронно-зоидовых методов весьма перспективными выглядят вторично-эмиссионные процессы. Вторично-электронная эмиссия (Е39) имеет высокую интенсивность, легко возбуждается электрон-

- г -

иш, в такне фохоншш, ионным иди иным потоком частиц, ее регистрация не требует сложной аппаратуры и сверхвыоокого вакуума.

Хотя электронно-эмиссионные методы получили достаточное развитие, истинная ВЭЭ (интервал внергий .4 50 эВ) используется в подавляющем большинстве случаев только в качественной аспекте, например, в растровой электронной микроскопии (РЭП). В то же время ВЭЭ как явление несомненно связана с рядом важнейших характеристик вхомно-вдвктронного и химического строения твердого тела: энергией и степенью заполнения электронных уровней, плотностью дефектов, параметрами электрон-электронного п электрон-фононного взаимодействия и *.Д.

Тнвиы образом, поиск новых закономерностей ВЭЭ, связанных о еависимоегью выхода нстинно-ьторичных электронов от параметров строения в химического состава, о одной стороны, и вневвих факторов (температура, энергия зонда я т.д.) с другой стороны, построение на основе втих закономерностей адекватных моделей ВЭЭ, в наконец, использование этих моделей в новых методических подходах г химик и фианке твердого тела является актуальной задачей. Ревевно втой проблемы значительно расширит аналитические возможности в фп-вико-хинических исследованиях твердого тела.

Цель работы. Целью данной работы явилось установление нових, закономерностей истинной ВЭЭ и разработка не их основе нового меео-да в физико-химин и физике твердого тела - температурной зависимости вторично-электронной эмиссии.

В связи с этим в работе ставились следующие задачи:

I. Развить модельные представления о закономерностях выхода истинно-вторичных электронов б зависимости от внешних факторов И его связи о ег^ино-электроннын строением, химическим составом, физико-химическими и физическими свойствами твердого тела.

2. На продере класса оксидов переходных кетадлов, обааругиваю-sfix широкий спектр електронних состояний диэлектрического, полупроводникового, квазиивіаллического характера, провеии экспериментальное исследование этих закономерностей.

8. На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработать новый негод контроля состава ц свойств твердого тела - температурную зависимость вторично-электронной амнс-сии (ТЗ ВЭЭ).

Научная новизна работы

1. Впервые развита полуэмпирическая модель температурной зависимо
сти вторично-электронной эмиссии, связывающая выход астинно-вторич-
ішх электронов с атомным и электронным строениеи твердого тела. По
лучено общее выражение для ТЗ ЕЭЭ, описывающее неоднозначную отно
сительно характера проводимости циыени функцию выхода истинно-вто
ричных электронов от температуры,

2, На основе модельных представлений создан новый электронио-зондо-
еый метод исследования физико-химических и физических своЗстз твер
дого тела - температурная зависимость вторично-электронной эмиссии
(ТЗ ВЭЭ), с помощью которого впервые показаны:

возможности бесконтактных, локальных (как по глубине, так и по поверхности) измерений глубини залегания примесных доноршх уровней в запрещенной зоне;

возможности бесконтактной, локальной регистрации фазовых сегнето-алектрических переходов;

возможности прямым измерением установить наличие восстановленных форм в минералах. Метод зарегистрирован в качестве изобретения: "Способ выявления восстановительной среды минералообразования в магме";

возможности определения дефицита кислорода с чувствительностью к общему содержанию кислорода 0,01^;

- возможности идентификации сверхпроводящих и примесных фаз по -электрофизическим свойствам в ВТСН-керамиках в растровом электронном микроскопе. Метод зарегистрирован в качестве изобретения: "Способ идентификации фаз в высокотемпературных сверхпроводниках".

Практическая значимость

В результате проведенных теоретических и экспериментальных всслодований разработан, новый бесконтактный метод Т8 ВЭЭ для локального контроля электронной структуры, химического состава, физико-химических К фНЗИЧеСКИХ СВОЙСТВ к'ПТерИаЛОВ, КОТОРЫЙ М05ЭТ быть

применен в физико-химии, а также в электронной технике, металловедении и ряде других областей.

Полученные теоретические результаты могут бнть использованы в фундаментальных исследованиях явления ВЭЭ.

На защиту выносятся:

1. Новые аналитические аакокоыерносги вторнчко-влзктрокной
эмиссии, связывание выход вторичных олектроиов со отроением веще
ства:

а) обцае выражение для выхода истинно-вторичных электронов и его
температурной зависимости;

С) результаты исследования зависимости ВЭЭ от температурного пктор-лала и от характера электронной структуры мявеви.

2. Новые методические возмосности TS ВБЭ в исследованиях іш:іе-
слодувїікх физико-хицгічесюїх и физических свойств п процессов в тзор-
дом геле:

о) глубины зажоганпя донорннх уровней в запрещенной зоне;

б) параметров взаимодействия вторичных электронов с веществом;

в) дефицита кислорода в оксидах;

г) температур?: фазовых сегнетоэлектрических переходов;

д) окисления металлов и сплавов;

е) фазового состояния в геторофазных веществах;

- 5 -а) восстановленных и окислениях фори в слоздмх оксидах.

  1. Результаты экспериментальной проверка в растровом электронной микроскопе в интервале температур Ткоич < Т * 500 К на монокристаллах и керамиках систем T-Ba-Ca.-0 в Es)-(Pb)"Gl-Sr~Cu-0 новых аналитических закономерностей и методических возможностей, определенных в пунктах I и 2.

  2. Новые результаты экспериментальных исследований, полученные методом ТЗ БЗЭ.

Апробация работы: Материалы диссертации были долояенн а. обсузденн на:

  1. Третьей Всесоюзной конференции по физико-химическим основшл технологии сегнетоэлектриков. Звенигород. IS88 г.

  2. Шестом Всесоюзном симпозиуме по РЭМ и аналитическим методам исследования твердых тел. Звенигород. 1989 г.

  3. Двенадцатой Всесоюзной конференции по физике сегнетоалектраноз. Ростов-на-Дону. 1989 г.

  4. Второй Всесоюзной конференции по ВТСП. Киев. IS89 г.

  5. Сороковой Всесоюзной научной сессии, посвященной Дню радио (НТО юл. А.С.Попова). Москва. 1989 г.

Публикации: по материалам диссертации опубликовано II работ, получены I авторское свидетельство на изобретение и I положительное решение по заявке на изобретение.

Структура и объем диссертации: Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и списка литературы, включающего 182 наименования. Работа изложена на 169 страницах машинописного'текста, включая 39 рисунков и л" таблиц.