Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия и электрофизическое состояние поверхности некоторых свинецсодержащих материалов

• Автор: Никольский, Анатолий Викторович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 180 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ РЕНТГЕНОВСКОГО ФОТОЭЛЕКТРОННОГО СПЕКТРОМЕТРА С АНАЛИЗАТОРОМ ТИПА СФЕРИЧЕСКИЙ ДЕФЛЕКТОР
1.1. Сравнительный анализ светимости анализаторов типа сферический дефлектор (СД) и цилиндрическое зеркало (ЦЗ)
1.2. Аппаратная функция анализатора СД
1.3. Влияние торможения электронов перед входом в анализатор на характеристики спектрометров
1.4. Конструкция и устройство спектрометра РФЭС
1.5. Электронно-оптические характеристики спектрометра
1.6. Результаты и выводы
2. ОСОБЕННОСТИ ДИФФУЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ И МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ СВИНЦОВОСИЛИКАТНЫХ СТЕКОЛ И МИКРОКАНАЛЬНЫХ ПЛАСТИН НА ИХ ОСНОВЕ
2.1. Строение поверхности и приповерхностных слоев свинцово-снликатных стекол и микроканальных пластин (обзор литературы)
2.2. Методика получения и характеристики исследованных образцов
2.3. Состав поверхности и диффузионные явления в свинцовосиликатных стеклах
2.4. Химсвязь и состав поверхности микроканальных пластин
2.5. Особенности формирования проводящего слоя в модельных образцах и микроканальных пластинках
2.6. Диффузионные явления на поверхностях конструктивных элементов микроканальных пластин
2.7. Выводы
3. ПРОЯВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ УГЛЕЙ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИКАХ ИХ РФЭ-СПЕКТРОВ
3.1. Эффекты зарядки на поверхности непроводящих объектов
3.2. Характеристики РФЭ-спектров полисахаридов и углей
3.3. Изменение РФЭ-спектров углей в ряду метаморфизма
3.4. Связь параметров РФЭ-спектров с электрофизическими свойствами
3.5. Выводы
4. СОСТАВ ПОВЕРХНОСТИ И ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОНОКРИСТАЛЛОВ МАГНОНИОБАТА СВИНЦА
4.1. Поверхность сегнегоэлектрических материалов
4.2. Изменение состава поверхности МК PMN при температурных воздействиях
4.3. Состав поверхности МК и его электрофизические свойства
4.4. Выводы
5. СПЕКТРОСКОПИЯ МЕДЛЕННЫХ ЭЛЕКТРОНОВ И ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ В МАГНОНИОБАТЕ СВИНЦА
5.1. Спектры эмиссии электронов малых энергий, возбужденных мягким рентгеновским излучением
5.2. Аномальная электронная эмиссия с поверхности монокристаллов магнониобата свинца
5.3. Модель ЭЭ из сегнетоэлектрика-электрета
5.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Определяющее влияние поверхности на физико-химические свойства веществ в конденсированном состоянии стало осознаваться исследователями по мере развития в 60е-70е годы техники сверхвысокого вакуума (СВВ) и таких поверхностночувствительных методов исследования как ультрафиолетовая (УФЭС) и рентгеновская (РФЭС) фотоэлектронная спектроскопия, а также электронная оже-спектроскопия (ЭОС [1-4]. Исторически впервые такое понимание появилось при исследовании проблем гетерогенного катализа, при котором микроскопические количества ультрадис-персных катализаторов кардинально изменяют ход химических процессов. Развитие производства новых материалов, особенно полупроводниковых, и приборов микроэлектроники на их основе сделало актуальной задачу обнаружения и идентификации различных примесей, появляющихся в результате диффузионных процессов как на свободных поверхностях, так и на границах раздела (металл-полупроводник, р-п-переход и т.п.) Использование при создании полупроводниковых устройств таких технологических приемов как ионная имплантация и молекулярно-лучевая эпитаксия приводит к появлению поверхностных структур, чрезвычайно чувствительных к свойствам исходной поверхности полупроводника. Проблемы появления сверхструктурных перестроек (81) или изменений углов связей (ваАя) на свободных поверхностях полупроводников, влияющие на их электрофизические свойства, также далеки от своего разрешения.
Помимо прикладных аспектов интереса к поверхности имеется и фундаментальный, связанный с рассмотрением поверхности как особой разновидности дефекта твердого тела, вызывающего нарушения идеальной периодической структуры твердого тела. Образование поверхности, вызывая нарушение трансляционной симметрии в одном из направлений, приводит к появлению новых локализованных электронных и колебательных состояний. Их вид и характер распределения во многом определяют физикохимические свойства поверхности и объекта в целом.
Особую роль поверхностные состояния (ПС) играют в сегнетоэлектриках (СЭ), поскольку в них большая часть компенсирующего заряда локализуется на поверхности. Как было показано [5], при достаточно большой плотности ПС (Ы5 ~ 10м см‘2-эВ‘') поведение СЭ в основном будет определяться именно структурой поверхностных уровней. Такая величина плотности ПС выглядит, возможно, слишком большой для идеальной поверхности, однако она вполне реализуема для реальной поверхности монокри-

2. ОСОБЕННОСТИ ДИФФУЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ И МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ СВИНЦОВОСИЛИКАТНЫХ СТЕКОЛ И МИКРОКАНАЛЬНЫХ ПЛАСТИН НА ИХ ОСНОВЕ
2.1. Строение поверхности и приповерхностных слоев свинцово-силикатных стекол и микроканальных пластин (обзор литературы)
Свинцовосиликатные стекла (ССС), состоящие, в основном, из БЮг и РЬО с небольшими добавками окислов Bi, Ва, As и щелочных металлов, относятся к группе так называемых восстанавливающихся ССС, и находят широкое применение в производстве электронных умножителей с непрерывным динодом, в том числе микроканальных пластин (МКП). Эти стекла проявляют уникальное свойство модификации поверхности при отжиге в атмосфере водорода, обнаруженное еще на ранних стадиях исследований [33,34]. Было установлено существенное увеличение проводимости ССС при их термоводородном восстановлении, не сопровождающееся значительным уменьшением коэффициента вторичной электронной эмиссии (КВЭЭ). В дальнейшем исследовалось влияние режимов восстановления на состав и физические свойства восстановленных ССС. В одной из первых работ [35], посвященных изучению химического состава поверхностей ССС, подвергнутых термообработке в водороде, исследовались свинцовосиликатные стекла (50 ч- 60 ат. % БЮг и 20 -г 40 ат. % РЬО) с небольшими (5 ч- 20 ат. %) добавками щелочных (ЫагО) и переходных металлов (Си, V и др.). Рентгенограммы восстановленных ССС показали наличие рефлексов, со- ответствующих кристаллическим структурам металлов. Был сделан вывод, что ионы тяжелых металлов (Pb, Си, Sb) восстанавливаются до нейтральных атомов с образованием кристаллической решетки, причем количество восстановленного металла увеличивается с ростом времени и температуры обработки. Введение в состав стекла щелочных ионов (Na) усиливает процесс восстановления ССС.
Дифференциальный термический анализ восстановленных ССС показывает наличие эндотермического эффекта при температурах Т = (312 ч- 317) °С, что было связано с плавлением металлического свинца, находящегося в сильно диспергированной фазе.