Влияние состояния поверхности на процессы электронного обмена при вторичной ионной эмиссии и скользящем рассеянии атомных частиц

• Автор: Адамов, Георгий Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 98 с. : ил.

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Вторичная ионная эмиссия: основные модели и механизмы

1.1.1. Общий взгляд на вторичную ионную эмиссию, основы явления

1.1.2. Модели вторичной ионной эмиссии

1.1.2.1. Модель электронного туннелирования

1.1.2.2. Модель Шроубека

1.1.2.3. Объединенная модель

1.2. Рассеяние частиц на поверхности ' 1.2.1. Траектории рассеивающихся частиц: межатомные потенциалы и поверхностное каналлирование. гі 1.2.2. Процессы зарядового обмена

Глава 2. Экспериментальные установки и методики экспериментов.

2.1. Установка для исследования вторичной и онной эмиссии

2.2. Установка для исследования рассеяния под скользящими углами

Глава
3.1. Исследование влияния деформации на вторичную ионную эмиссию А1 и Си.
3.2. Исследование ВИЭ с поверхностей ферромагнетиков в интервале температур, включающем точку магнитного фазового перехода

3.3. Влияние адсорбции кислорода на вторичную
ионную эмиссию
Глава 4. Рассеяние частиц на поверхности под
скользящими углами
4.1. Межатомные потенциалы
4.2. Зарядовый обмен
4.3. Влияние зарядового состояния на дополнительное взаимодействие с поверхностью металла
5. Заключение
Список литературы
Список печатных работ по теме диссертационной работы

Взаимодействие атомных частиц и поверхности является одной из важнейших проблем как фундаментальной, так и прикладной науки. Оно охватывает широкий класс процессов и явлений, возникающих при бомбардировке поверхности.
При бомбардировке поверхности твердого тела атомами или ионами с нее возможна эмиссия электронов, фотонов, а также атомных частиц в различных зарядовых и возбужденных состояниях. Эмиссия атомов бомбардируемого вещества называется распылением, а эмиссия атомов вещества в заряженном состоянии называется вторичной ионной эмиссией ■В (ВИЭ).
ВИЭ лежит в основе Вторичной Ионной Масс-Спектрометрии (ВИМС), применяющейся для исследования и диагностики поверхности. ВИМС получила широкое распространение в микроэлектронике, материаловедении и других областях науки и промышленности благодаря своей высокой относительной элементной чувствительности до 10'9. ВИМС позволяет регистрировать все элементы, включая водород, кроме того, этот метод преимущественно чувствителен к приповерхностному слою, что делает его методом, обладающим высокой степенью локализации. Благодаря тому, что процесс распыления происходит послойно, возможно производить послойный анализ на основе ВИМС, что нашло применение в микроэлектронике и известно как профилирование по глубине (depth profiling). Подавляющая часть эмитированных с поверхности частиц i* являются нейтральными, что привело к появлению разновидности метода

Глава 3. ВИЭ.
3.1. Исследование влияния деформации на вторичную ионную эмиссию
А1 и Си.
Как отмечалось во введении и главе 1, влияние различных факторов на вторичную ионную эмиссию представляет существенный интерес как с точки зрения фундаментальной науки, так и прикладных задач. В серии экспериментов наблюдался повышенный выход вторичных ионов с деформированных участков поверхности, особенно углерода, что объясняется его радиационно-стимулированной диффузией из глубины образца к поверхности образца [40]. Вообще говоря, радиационно-стимулированная диффузия является не единственной причиной увеличения выхода вторичных ионов с поверхности. Деформация образца, с одной стороны, ведет к увеличению числа дефектов, а как следствие, и числа слабосвязанных атомов, что ведет к увеличению вторичной эмиссии вообще, а с другой стороны, она ведет к изменению зонной структуры, что влияет на вероятность ионизации и вторичную ионную эмиссию.
Изменения эти связанны с тем, что при увеличении расстояния между атомами решетки происходит смещение уровня Ферми с сохранением локальной плотности электронных состояний, что ведет к изменению вероятности ионизации. Поскольку вероятность ионизации есть функция вида
Р+=ехр(-Дио)),
где в зависимости от используемой модели (см. обзор литературы) г0 является явной или неявной функцией положения уровня Ферми, то изменение положения уровня Ферми приведет к изменению ха, а в силу экспоненциального характера зависимости даже небольшое изменение 1'(г0)