Способ определения внутреннего потенциала материалов Советский патент 1988 года по МПК G01N23/225 

Изобретение относится к электронно спектроскопии, а именно к способам исследования физических и химических свойств поверхности вещества при помощи вторично-электронных методов, и может быть использовано в электронной промышленности и научно-исследовательской практике.

Целью изобретения является опреде- ление внутреннего потенциала некристаллических веществ.

На фиг. 1 показано устройство для осуществления способа; на фиг, 2 - :угловое распределение упруго отраженных электронов для образца золота при энергии первичных электронов 500 эВ и двух углах скольжения потока регистрируемых электронов fl, 160 (кривая 7) и р 175° (кривая 8).

Устройство для осуществления способа содержит источник 1 первичных электронов, держатель 2 с исследуемым образцом 3, анализатор 4 электронов по энергиям, шкалы 5 и 6, распо- ложенные в вакуумной камере (не показана) . Источник 1, держатель 2 и ана- лизатор 4 установлены с возможностью вращения независимо друг от друга вокруг оси, проходящей вдоль поверх- ности образца 3 через точку О перпендикулярно плоскости фигуры. Угол скольжения Ы, к поверхности образца 3 измеряют по шкале 5, угол скольжения

ft к поверхности образца 3 потока реI

гистрируемых упруго отраженных элект-

ронов - по шкале 5,9 - угол рассеяния регистрируемых упруго отраженных электронов относительно направления движения потока первичных электронов. Входную апертуру анализатора 4 уста- навливают такой, чтобы телесный угол регистрации электронов не превьппал 5-10 стерадиана.

В источнике 1 первичных электронов формируют моноэнергетический поток электронов с выбранной энергией и направляют его на поверхность образца 3. Фиксируют угол р 5, установки

анализатора 4, последовательно изменяя угол с поворота источника 1, регистрируют поток упруго отраженных электронен, проходящих во входную апертуру анализатора 4 при угле рассеяния 9- 180° + () и, таким образом, регистрируют угловое рас- тфеделение упруго отраженных электронов, т„е,. зависимость величины пото- ynpyi o отраженных электронов, про

л

5 0

5

с

0

5

ходящих во входную апертуру анализатора 4, от угла рассеяния 9 первичных электронов. Затем фиксируют угол j , вновь сканируют источник по углу oi и измеряют угловое распределение упруго отраженных электронов для этого случая.

Экспериментально установлено, что угловое распределение упруго отраженных электронов, измеренное при угле |5, (или ei, ), смещено по оси углов б рассеяния относительно углового распределения, измеренного при угле /Зг (или (si 2). Такое смещение показано на фиг. 2 для образца золота при энергии первичных электронов 500 эВ, Причиной смещения является изменение видимого угла рассеяния 0 за счет преломления электронных потоков на границе раздела твердого тела и вакуума при постоянстве истинного угла рассеяния.Для определения смещения пространственного распределения вдоль оси измеряется положение экстремумов углового распределения.

Способ был использован для определения внутреннего потенциала пленочного образца золота при энергии первичных электронов 500 эВ. Пленку золота наносили термическим напылением на хромированную ситаловую подложку в сверхвысоковакуумной установке с давлением остаточных газов лучше,чем Торр. При измерении углового распределения упруго отраженных электронов использовали анализатор электронов по энергиям, снабженный круглой апертурой с телесным углом 3,8 X10 стерадиана. Полученные распределения упруго отраженных электронов, измененные при постоянных углах скольжения регистрируемого потока эмиттиру- емых электронов, равных 160 и 175 приведены на фиг. 2, Обработка результатов проводилась для минимумов распределения, расположенных при угле рассеяния 107,5 ,fb, IbO и при угле рассеяния 104 для f 175 . Расчетное значение внутраннего потенциала для указанного случая состави.ло Vg (14+1) В. Для этого случая получено значение истинного угла рассеяния бц 109,5° . определения рнут- реннего потенциала с точностью +1 R достаточно измерять пр(странс,тр(М1ное распределение с г чнскпьк 0,5 .

Формула изобретения

Способ определения внутреннего потенциала материалов, включающий облучение исследуемого образца моноэнергетическим потоком электронов, измерение угла скольжения к поверхности образца потока первичных электронов и угла скольжения регистрируемого потока эмиттированных электронов, отличающийся тем, что, с целью определения внутреннего потенциала некристаллических материалов, производят облучение исследуемого

образца не менее, чем при двух различных фиксированных углах скольжения потока первичных электронов, и измерение углового распределения упруго отраженных электронов при изменении угла скольжения регистрируемого потока электронов или производят облучение при изменяемом угле скольжения потока первичных электронов и измерение потока упруго отраженных электронов не менее, чем при двух фиксированных углах скольжения регистрируемых электронов, а внутренний потенциал определяют из соотношения

Изобретение относится к области электронной спектроскопии, а именно к способам исследования физических и химических свойств поверхности ве- щества при помощи вторично-электронных методов, и может быть использовано в электронной промышленности и научно-исследовательской практике. Целью изобретения является определение внутреннего потенциала некристаллических веществ. Сущность способа заключается в том, что на поверхность исследуемого образца направляют поток моноэнергетических электронов от источника и измеряют потоки упруго отраженных электронов для нескольких фиксированных углов скольжения потока режиктируемых электронов при изменяемом угле скольжения потока первичных электронов, определяя таким образом угловое распределение упруго отраженных электронов. Аналогично определяют угловое распределение для фиксированных углов скольжения потока первичных электронов и изменяемых углов скольжения потока регистрируемых упруго отраженных электронов. По сдвигу угловых распределений вдоль угла рассеяния и приведенным аналитическим выражениям определяют внутренний потенциал образца. 2 ил. с (Л ю 00

arcsin

sin (90°-Ы,)(1 +1)

+ ar

де 0, и

arcsin sin (90 -et2)(1

/

Vo

-

+

Di« И

углы скольжения потоков первичных и упруго отраженных электронов, при которых наблюдается экстремум углового распределения упруго отраженных электронов при первом измерении; углы скольжения потоков первичных и упруго отраженных электронов, при которых наблюдается

+ arcsin

-

+ arcsin 20

(p,- 90)(1 - 1) ( 90)(1 - )1 ,

экстремум углового распределения упруго отраженных электронов при втором измерении;

/g - внутренний потенциал образца;

/о - внешний ускоряющий потенциал, связанный с энергией Е первичных электронов выражением ЕО е

е - заряд электрона.

(ри$1

.

I

90

7ОО риг.2

7W

В