Транспортные модели в теории переноса и эмиссии электронов малых и средних энергий

• Автор: Мелешко, Евгений Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 115 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Обзор моделей переноса электронов
1.1 Выводы по главе
2 Модели кинетического уравнения
2.1 Уравнение Больцмана для электронов
2.2 Диффузионная модель кинетического уравнения
2.3 Транспортно-малоугловое приближение
2.4 Транспортно-малоугловое приближение для многослойной мишени
2.5 Выводы по главе
3 Сечения рассеяния
3.1 Аналитические формулы для сечений рассеяния
3.2 Численный метод расчета сечений упругого рассеяния
3.2.1 Аналитическое решение уравнения Дирака для электронов в
центральном электростатическом поле
3.2.2 Численное решение уравнения Дирака для электронов в центральном электростатическом поле
3.2.3 Дифференциальное, полное и транспортное сечения упругого
рассеяния электронов малых энергий
3.3 Расчет сечений неупругого рассеяния по модели оптических данных
3.4 Выводы по главе
4 Вычисление характеристик, описывающих транспорт электронов в веществе
4.1 Вычислительная система
4.1.1 База данных параметров рассеяния и транспорта электронов
4.1.2 Программа расчета параметров рассеяния и транспорта электронов
4.2 Расчет функции выхода при рентгеновской фотоэмиссии
4.3 Вычисление плотности выделенной энергии
4.4 Выводы по главе
5 Результаты расчетов параметров рассеяния и транспорта электронов
5.1 Сечения упругого рассеяния
5.2 Сечения неупругого рассеяния
5.3 Спектр функции выхода по энергии

5.4 Функция выхода при рентгеновской фотоэмиссии
5.5 Эффект близости
5.6 Выводы по главе
Выводы
Список использованной литературы
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования. Задачи диагностики перспективных материалов и в том числе квантово-размерных структур, обладающих активными, областями с размерами порядка несколько десятков атомов, требуют определения параметров исследуемых объектов с как минимум нанометровым разрешением. В настоящее время существует широкий ряд методов диагностики материалов, использующих рентгеновское излучение или электронные и ионные пучки для получения различной информации об исследуемых объектах. Методы, основанные на явлении электронной эмиссии, занимают в этом ряду особое место, поскольку, являясь неразрушающими, позволяют получать информацию о приповерхностных слоях сверхмалых размеров, вследствие малой эффективной глубины выхода эмитируемых электронов (10 -ь 100 нм).
Наиболее широко используемыми методами анализа поверхностей, в которых участвуют электроны в качестве воздействующих или регистрируемых частиц, являются: рентгеноспектральный микроанализ (ЕРМА), оже-
спектроскопия (AES), рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (XPS), спектрометрия электронной эмиссии, возбуждаемой рентгеновским излучением (XIEES - разработан в институте им. Иоффе), метод рентгеновских стоячих волн, SEXAFS-спектроскопия, метод профилирования состава по глубине. Применение этих методик позволяет определить химический состав, размеры неоднородностей (толщины слоев), атомную структуру, электронное строение и прочие характеристики образца с субатомным разрешением.
Помимо использования в диагностике, поток электронов широко применяется для изменения свойств поверхности. Примером такого рода может служить электронно-лучевая литография, которая широко используется при изготовлении интегральных схем. Применение потока электронов позволяет создавать структуры с наименьшими размерами активных областей.

Это решение имеет вид
хехр
хехр
71а2(г) £(£')
92С2(г)- г 2С0 (г) + 2 гЩ(г)
а2(Л
(2.38)

где х(Е) - длина пути электрона вдоль оси г, когда энергия уменьшается от Е0 в точке падения г = 0 до Е в координате г. Функции Ск(г), к- 0,1,2 определяются интегралами:
(2.39)
ст 2(2) = С2(2)С0(г)-С,2(2). (2.40)
Падающий поток электронов (2.35) определяет условие на бомбардируемой поверхности мишени для уравнения (2.36). Другие граничные условия имеют вид:
/у. —» 0, |§|—>со;
0, |гх|-э-со;
дД,гхД£) = 0, Е>Е0.
Используя стандартное диффузионное приближение
Д (г,р,01,£) = -[Д0 (г,р,Е) + ЗсовО Д, (г,р,£)],
Д, (г,р,£) =
(2.41)
(2.42)
(2.43)
(2.44)
(2.45)
получим уравнение для нулевого момента диффузионного компонента плотности потока