Модификация дифференциальных спектров вторично-ионной и ионно-электронной эмиссии и физико-химические свойства твердого тела

• Автор: Филимонов, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 167 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
страница
ВВЕДЕНИЕ
Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
§ 1. Основные закономерности вторично - ионной эмиссии при
бомбардировке твердых тел ионами средних энергий.
§2. Основные модели ВИЗ
§3 Эмиссия вторичных кластерных ионов £
§4. Эмиссия оже-электронов при бомбардировке твердых 3 4.
тел ионами средних энергий.
§5. Особенности распыления многокомпонентных мишеней £2
при бомбардировке твердых тел ионами средних энергий.
§6. Выводы из обзора литературы и постановка задач 5
Глава II. Экспериментальные установки и методики исследования.
§1. Вторично - ионный микроанализатор 1М8-4Г (САМЕСА)
§2. Электронный растровый оже-спектрометр РН1-660 (Регкт-Е1тег)
§3. Масс-спектрометр с постионизацией вторичных
нейтральных атомов ША-З (ЕеуЬоМ АО)
§4.Лабораторная установка «электронно-ионный оже-спектрометр»
§ 5 .Выводы из Г лавы II 5 9.
Глава III. Дифференциальные характеристики эмиссии вторичных атомных частиц и физико -химические свойства твердого тела.

§ 1. Эмиссия кластеров Сп+
§2.Эмиссия кластеров А1„+
§3. Особенности эмиссии нейтральных атомов при распылении слоистых структур §4. Выводы из Главы III
Глава IV. Эмиссия оже - электронов при ионном облучении и структура твердого тела.
§ 1 Особенности ионной Оже-спектроскопии монокристаллов кремния
§2 Модификация спектров ИОС при аморфизации монокристалла.
§3.Интерпретация экспериментальных результатов для ИОС кремния
§4 Модификация спектров ИОС при пластической деформации материала
§5. Интерпретация экспериментальных результатов для пластически деформированного алюминия.
§6. Основные выводы Главы IV
Г лава V Особенности эмиссии двухзарядных ионов
§1. Особенности эмиссии двухзарядных ионов
§2. Возможный механизм образования двухзарядных ионов
§3.Основные выводы из Главы V
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ Заключение Литература Список публикаций по теме диссертации

106Г

/39 /4'/ 144 /46

ВВЕДЕНИЕ
Изучение процессов, протекающих при взаимодействии ионов с твердым телом, представляет большой интерес, поскольку эти процессы играют существенную роль во многих областях физики - управляемом термоядерном синтезе, физике плазмы, физике газового разряда, модификации свойств поверхности и т.д. Они имеют и немаловажное техническое значение, например, при конструировании ускорителей и источников ионов, детекторов заряженных частиц, масс - спектроскопии, технике получения сверхвысокого вакуума.
В последнее десятилетие опубликовано большое число работ, посвященных взаимодействию ускоренных ионов с твердым телом, что обусловлено следующими причинами:
1. Постоянно возрастающий объем космических исследований требует более точной информации о влиянии бомбардировки ионами и нейтральными частицами различных энергий на свойства различных материалов и работу приборов.
2. Решение ряда конструкторских и физических проблем управляемого термоядерного синтеза (УТС) (в частности, проблемы "первой стенки" термоядерного реактора) потребовало дополнительных сведений об эмиссионных свойствах конструкционных материалов.
3. Обнаружение ряда важных особенностей явлений, наблюдающихся при бомбардировке ионами монокристаллических образцов, позволило развить ряд практических применений ионной бомбардировки твердого тела, таких как ионная имплантация полупроводников, ионное травление, и т.д.
Таким образом, изучение явлений, происходящих при взаимодействии заряженных атомных частиц с поверхностью твердого тела, нашедших наибольшее применение в технологии производства полупроводниковых

возбуждении наблюдаются пики М45''// (22эВ), М1М23М45 (47эВ), М[М2зУ (52эВ), М2зМ45У (88 эВ), М23УУ (106 эВ). При ионном возбуждении зарегистрирован лишь один пик М45УУ.
2. При использовании в качестве первичных частиц определенного сорта ионов и широкого набора облучаемых материалов наблюдаются пики оже - электронов лишь для определенного набора элементов [121,122].
3. Переход к другому сорту первичных частиц приводит к замене одних элементов другими, но избирательность сохраняется [120].
Другой закономерностью генерации оже-электронов при ионном облучении является наличие двух существенно различных типов спектров оже-электронов. Спектры одного типа схожи с электронными. Для них характерно наличие узкого пика и ряда сопутствующих ему линий сателлитов меньшей амплитуды. Эти спектры обычно называют атомными [120] или характеристическими. Эти спектры мы будем подробно обсуждать ниже, когда речь пойдет о структуре оже-спектров при ионной бомбардировке твердого тела. В спектрах другого типа наблюдаются широкие полосы, это так называемые квазимолекулярные [120] спектры. Появление двух видов оже-спектров связано с тем, что время жизни квазимолекулы т ~ 10'15 Ч0‘16 с , а характерное время оже-переходов /10'14 40 17 с/, и если оже-переход произошел до распада квазимолекулы, то образуются квазимолекулярные спектры, если после, то атомные. Пример квазимолекулярного спектра показан на рис. 17. Для аналитических целей в ионной оже-спектроскопии большой интерес представляют атомные оже-спектры, их мы и будем рассматривать далее.
1.4.3. Структура спектров оже-электронов при ионном облучении
твердых тел.
Рассмотрим особенности структуры характеристических оже-спектров при ионном облучении твердого тела. Атомные оже-спектры во многом сходны с аналогичными спектрами при электронном облучении. Сопоставление результатов измерений [119-123] при обоих видах возбуждения позволяет отметить следующие общие черты: как правило, наблюдается один интенсивный оже-пик, положение на оси энергий которого практически совпадает при обоих видах возбуждения, и набор менее интенсивных спутников как в области более низких, так и более высоких энергий.