Ядерная гамма резонансная оптика поверхности и низкоразмерных слоистых структур

• Автор: Семенов, Валентин Георгиевич
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 261 с. : ил.

ЯДЕРНАЯ ГАММА РЕЗОНАНСНАЯ ОПТИКА ПОВЕРХНОСТИ И НИЗКОРАЗМЕРНЫХ СЛОИСТЫХ СТРУКТУР.
1. ВОЗМОЖНОСТИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ГАММА РЕЗОНАНСНОЙ
СПЕКТРОСКОПИИ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ПОВЕРХНОСТИ (ОБЗОР)
1.1. Современные физические методы диагностики поверхности
1.2. Методики применения ядерной гамма резонансной (мессбауэровской спектроскопии) в исследовании поверхности
1.2.1. Регистрация рассеянных у-квантов
1.2.2. Регистрация характеристического рентгеновского излучения
1.2.3. Регистрация электронов
1.3. Мессбауэровская спектроскопия скользящего падения - новый поверхностно-чувствительный неразрушающий метод
послойного анализа ультратонких слоев поверхности
1.3.1. Физические особенности ПВО мессбауэровского излучения
1.3.2. Достоинства метода и перспективы его развития
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ФОРМЫ МЕССБАУЭРОВСКИХ СПЕКТРОВ В УСЛОВИЯХ ПОЛНОГО ВНЕШНЕГО ОТРАЖЕНИЯ
2.1. Особенности оптики мессбауэровского излучения
2.1.1. Атомное рассеяние
2.1.2. Ядерное рассеяние
2.1.3. Волновые векторы в геометрии полного внешнего отражения
2.2. Зеркальное отражение мессбауэровского излучения от слоисто-неоднородной среды
2.2.1. Отражение от слоисто-анизотропной среды
2.2.2. Скалярный случай
2.3. Описание формы мессбауэровских спектров вторичного излучения
2.3.1. Анизотропный случай
2.3.2. Скалярный случай
2.3.3. Выход фотоэлектронов

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ТЕХНИКА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ В МЕССБАУЭРОВСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ
СКОЛЬЗЯЩЕГО ПАДЕНИЯ (ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ)
З Л. Оптимизация геометрии эксперимента
3.2. Экспериментальная установка
3.2.1. Электронная система спектрометра
3.2.2. Аналитическая стойка
3.2.3. Юстировка спектрометра и предварительные измерения
3.3. Методика проведения измерений и обработки
экспериментальных данных
3.4. Определение функций выхода конверсионных и фотоэлектронов
4. ИССЛЕДОВАНИЕ УЛЬТРАТОНКИХ ПЛЕНОК ьЛе/Бс И 57Гс/Ьс/57Ге
4.1. Определение профиля электронной плотности с помощью
рентгеновской рефлектометрии
4.2. Определение фазового состава железосодержащих фаз
с помощью КЭМС
4.3. Результаты измерений в скользящей геометрии
4.4. Восстановление профиля распределения СТВ по глубине и анализ структуры пленок
5. ЯДЕРНАЯ РЕЗОНАНСНАЯ РЕФЛЕКТОМЕТРИЯ СИНХРОТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (ВРЕМЕННОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ)
5.1. Ядерное резонансное рассеяние СИ (временное представление)
5.2. Временная структура и когерентные процессы
5.3. Техника эксперимента по ядерной резонансной рефлектометрии СИ
5.4. Результаты первых экспериментов по ядерной резонансной рефлектометрии СИ
6. ИССЛЕДОВАНИЕ ЯДЕРНЫХ ЗЕРКАЛ - МНОГОСЛОЙНЫХ СТРУКТУР
С АНТИОТРАЖАЮЩИМ ПОКРЫТИЕМ
6.1. Физические основы работы антиотражающих пленок скользящего
падения

6.2. Эффект резонансного взаимодействия для антиотражающих
пленок :
6.3. Поиск оптимального состава для резонансного слоя
6.4. Получение и диагностика резонансных пленок с антиотражающим покрытием
6.5. Определение профиля электронной плотности с помощью СИ
излучения резонансной длины волны
6.6. Исследование распределения ядерной плотности и резонансных свойств образцов К 246 и К 250 методом мессбауэровской рефлектометрии на энергетической и временной шкалах
6.7. Анализ когерентных эффектов при полном внешнем отражении мессбауэровского излучения
6.7.1. Резонансные стоячие волны
6.7.2. Ускорение распада коллективного ядерного возбуждения
6.7.3. Всплеск интенсивности рассеяния вблизи 0кр
7. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОДУКТОВ КОРРОЗИИ
В УЛЬТРАТОНКИХ ПЛЕНКАХ
7.1. Применение мессбауэровской спектроскопии в исследовании коррозии
7.2. Фазовый состав продуктов коррозии
7.3. Приготовление и характеристика образцов
7.4. Определение состава слоев с помощью Резерфордовского рассеяния
7.5. Изучение распределения по глубине электронной плотности для
тонких оксидных пленок
7.6. Фазовые превращения в ультратонких слоях поверхности
железа под действием термостимулированной коррозии
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

таким образом определялась функция выхода фотоэлектронов, а в работе [90] были получены функции выхода конверсионных электронов по различным энергетическим группам.
При работе с мессбауэровским излучением появляется возможность исследовать не только угловую зависимость выхода вторичного излучения, но и процессы резонансного взаимодействия. Для мессбауэровских изотопов выход конверсионных электронов значительно превышает интенсивность перерассеянного у-излучения (см. таблицу 1.2), так что регистрация вторичного излучения в этом случае может существенно сократить время эксперимента и повысить величину наблюдаемого эффекта. Кроме того, мессбауэровские спектры зеркально отражённых у-квантов обладают рядом недостатков, затрудняющих их использование в прикладных целях. В частности при углах выше 0кр наблюдать отражённое излучение практически невозможно, так как коэффициент отражения К близок к нулю (см. рис. 1.5). В области критического угла мессбауэровский спектр оказывается сильно искажённым из-за того, что линии в спектре имеют дисперсионный вид. И только при 0 < Окр спектр приобретает вид обычного спектра на пропускание. Поэтому проводить послойный анализ свойств изучаемого объекта с помощью спектров отражённого у-излучения неудобно.
Ситуация значительно упрощается при переходе к регистрации электронов. КЭМС спектры можно устойчиво получать при любых углах падения излучения на исследуемую поверхность, при этом толщина анализируемого слоя может изменяться от максимальной глубины выхода конверсионных электронов до минимальной глубины, равной 2тЗ нм, в зависимости от величины 0. Более того, форма линий в электронных спектрах при скользящих углах испытывает гораздо меньшие искажения, а при больших углах линии становятся практически лоренцевскими.