Способ калибровки энергетической шкалы энергомасс-анализатора вторичных ионов Советский патент 1987 года по МПК H01J49/26 G01N27/62 

11

Изобретение относится к исследованиям материалов при помощи вторичной .ионной эмиссии и может быть ис- пользовано для изучения физико-химических процессов на поверхности ив объеме твердых тел.

Целью изобретения является ускорение процесса калибровки и повышение точности.

Вторичные ионы инертного газа,не- зависимо от вида мишени и экспери- ментальных условий, имеют пик инер- гетического распределения в области тепловых энергий. Следовательно, вместо установки на место мишени специального источника термоионов достаточно перестроить масс-анализа тор на массу, соответствующую иону инертного газа и затем, произвести калибровку энергетической шкалы. В процессе калибровки предлагаемым способом не изменяются экспериментальные условия, в которых находится мишень, что весьма существенно для экспериментов, проводимых в ре- |жиме динамической энергомассспектро метрии вторичных ионов (например, послойный анализ),

В ходе изучения знергетиче.ских спектров вторичных ионов, выбитых с поверхности различных материалов, таких, например, как ванадий, ниоби железо, медь, алюминий, никель, арс нид галлия, з амечено, что максимум энергетического распределения вторичных ионов инертного газа наблюдается при той же энергии, что и для термоионов щелочных металлов, причем такое совпадение наблюдалось пр различных температурах мишени и при различных парциальных давлениях химически активных газов в камере мишени (т.е. при различном физико-хи- ,мическом состоянии поверхности).

На чертеже приведены пронормированные по максимуму интенсивности энергетические спектрометры некоторых вторичных ионов, выбитых с поверхности различных материалов, и энергетический спектр термоионов калия .

Энергетические спектры ионов К, эмитируемых при нагревании различных мишеней, и вторичных ионов Аг , выбитых из этих мишений, практически совпадают, хотя и не полностью идентичны (спектр; термоинов симметричен относительно положения макс.

5

0

07

,

0

5

0

5

0

55

12

спектр вторичных ионов аргона имеет хвост в область больших энергий, что указывает на более сложный механизм образования вторичных ионов инертного газа по сравнению с термоионами) . Однако положение макс на энергетической шкале совпадает для термоионов и вторичных ионов инертного газа.

Способ осуществляется следующим образом.

Вторичные ионы инертного газа,используемого для бомбардировки мишени, с помощью калибровочного источника напряжения ускоряются до фиксированных энергий, для каждого значения ускоряющего напряжения измеряют энергетические спектры вторичных ионов инертного газа и затем устанавливают соответствие между энергетической шкалой и заданной энергией, которая соответствует максимуму измеряемого энергетического распределения.

Приме р. Мишень из поликристаллической меди облучают первичными ионами аргона. Масс-анализатор настраивают на массу, соответствующую однозарядному иону аргона. На мишень с калибровочного источника подают фиксированный потенциал при неизменных потенциалах на электродах линзы вторичных ионов, таким образом, вторичным ионом, выбитьм с поверхности мишени, задаются фиксированные энергии. Изменением потенциала на отклоняющей пластине энергоанализатора настраивают на энергию прохождения, соответствующую максимуму энергетического спектра вторичных ионов аргона. Поскольку собственная энергия вторичных ионов близка к нулю, то потенциал в отклоняющей пластине энергоанализатора ставится в соответствие задаваемой энергии.

Таким образом, при дальнейшей работе энергию любых вторичных ионов достаточно точно можно определить,, зная потенциал на отклоняющей пластине энергоанализатора. Шаг, с которым производится калибровка энергетической шкалы, зависит от диапазона исследуемых энергий. Если исследуется часть энергетического спектра в диапазоне 10-20 эВ, то шаг может равняться 1 эВ, если диапазон составляет несколько сот электронвольт, то шаг может быть равен 10-20 эВ.

Формула изобретения

Способ калибровки энергетической шкалы энергомасс-аналиэатора вторич ных ионов заключающийся в измерении энергетических спектров ионов, имеющих энергии, близкие к тепловым, и предварительно ускоренных с помощью калибровочного, источника напряжения до фиксированных энергий, и установ714

лении соответствия между энергетической шкалой и положением максимумов энергетических спектров, о т- личающийся тем, что, с целью ускорения процесса калибровки 1i повышения точности, в качестве измеряемых ионов используют вторичные ионы инертного газа, используемого для бомбардировки . мише - ни.

« -Т

г терн. 11 (Cu,Fe,AlM l,Nb.&OAs)i

Е,з8

Изобретение относится к исследованию материалов при помощи вторичной ионной эмиссии и может быть использовано для изучения физико-химических процессов на поверхности и в объеме твердых тел. Целью изобретения является ускорение процесса калибровки и повышение точности.Способ основан на том, что вторичные ионы инертного газа имеют пик энергетического распределения в области тепловых энергий. При этом вместо установки на место мишени специального источника термоионов достаточ- ho перестроить ijjacc-анализатор на массу, соответствующую иону инертного газа, и затем произвести калибровку энергетической шкалы. В процессе калибровки предлагаемым способом не изменяются экспериментальные условия, в которых находится мишень, что существенно для экспериментов, проводимых в режиме динамической энергомассспектрометрии вторичных ионов. 1 ил. $ (Л

Редактор О. Головач

Составитель Н. Катинова

Техред Л,Сердюкова, Корректор М. Самборская

278/52

Тираж 699 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4