Способ определения времени жизни адсорбированных частиц на поверхности твердого тела Советский патент 1986 года по МПК G01N13/00 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к способам изучения свойств поверхности твердых тел, и может быть использовано для изучения гетерогенных процессов на поверхности твердого те ла путем определения характеристик взаимодействия частиц с твердым телом, в частности времени жизни частиц на поверхности при разных температурах и других производных от него i кинетических характеристик термодесорбции. . Целью изобретения является повыше ние экспрессности и упрощение способ путем исключения необходимости регис «рации и обработки всей временной за(висимости тока ионов. На чертежесхематично приведены кривые зависимости ионного тока десорбирующихся частиц от времени: кри вая 1 - зависимость ионного тока от времени при модулировании потока поступающих на поверхность частиц с пе.риодом модуляции Т большим, чем время полной релаксации поверхностной концентрации, или, то же самое, время полной релаксации тока-ио нов; кривые 2 и 3 - зависимости ионного тока от времени при модулировании потока с периодом Т, недостаточным дпя полной релаксации поверхност ной концентрации ионизирующихся частиц, со скважностью J-, где ; .-ц t - время поступдения потока, кривая 2 - для малой скважности, t. s Т кривая 3 - для большой скважности, . Суть изобретения заключается в следующем. . Если поступающий на поверхность поток частиц модулировать таким образом, чтобы период Т .модуляции был меньше, чем время релаксации поверхностной концентрации ионизирующихся частиц, а именно, чтобы время t. поступления потока было недостаточным для установления равновесного покрытия, а время tj T-t запирания пото.ка недостаточным для полной десорбци частиц, адсорбированных в предьщущин полупериод, то поверхностная концент рация адсорбированных частиц и соответственно ионный ток десорбирующихся частиц будут промодулированы с той же частотой модуляции, при это они от периода к периоду будут возрастать. Процесс роста будет проолжаться до тех пор, пока не установится некий квазистационарный ток, колеблющийся от i до ми и зависящий от времени жизни Т, ионизирующихся частиц, частоты скважности модуляции -- (кривые Z и 3). Установлено, что эти величины связаны следующим соотношением §.4, p.. - скважность модуляции; F - частота модуляции; MOKfe мий максимальное и минимальное значение ионного тока соответственно в одном периоде модуляции, Следовательно, определяя по осциллограммам значения 1„а и для определенной частоты и скважности модуляции, можно рассчитывать значение V времени жизни ионизирующихся частиц на поверхности. Процесс экспериментального определения времени жизни t предлагаемым способом включает в себя следующую последовательность операций. На разогретую ионизирующую поверхность в вакууме направляют модулированный С прюизвольной скважностью поток исследуемых частиц. Десорбирующиеся иОнщ, попадая на коллектор, создают импульсь ионного тока, которые после усиления визуализируются на экране осциллографа, у которого предварительно определено положение нулевой линии. Подбирают необходимую частоту модуляции F, обычно начинают с малых частот (0,1-1 Гц), затем увеличивают F до тех пор, пока значение 1„ не станет больше нуля. Снимают и We И О формуле (1) чения 1 рассчитывают величину Т . Изменяя скважность модуляции g, определяют для разньк участков зависимости i(t) . Если значение Т одинаково при разных 4, это свидетельствует об экспоненциальном характере зависимости i(t). Еслиt зависит от скважности модуляции, то полученные времена жиз- . ни характеризуют разные адсорбционные состояния ионизирующих частиц на поверхности твердого тела. Пример, Исследуют ионизацию молекул CsCl на тестурированной вольфрамовой ленте.