SU1485086A1 - Method of analysing excitation parameters of solid body surface - Google Patents
Method of analysing excitation parameters of solid body surface Download PDFInfo
- Publication number
- SU1485086A1 SU1485086A1 SU864133360A SU4133360A SU1485086A1 SU 1485086 A1 SU1485086 A1 SU 1485086A1 SU 864133360 A SU864133360 A SU 864133360A SU 4133360 A SU4133360 A SU 4133360A SU 1485086 A1 SU1485086 A1 SU 1485086A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- adsorbate
- sample
- excitation
- energy
- isotopes
- Prior art date
Links
Landscapes
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Description
Изобретение относится к области физических методов исследования характеристик поверхности твердогоThe invention relates to the field of physical methods for studying the characteristics of the surface of a solid
Изобретение относится к физическим методам исследования характеристик поверхности твердого тела.The invention relates to physical methods for studying the characteristics of a solid surface.
Цель изобретения - обеспечение возможности определения сечения возбуждения электронно-стимулированной десорбции ионов поверхности твердых тел.The purpose of the invention is to provide the possibility of determining the cross section for the excitation of electron-stimulated desorption of ions on the surface of solids.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
На поверхность исследуемого образца предварительно в вакууме £10 торр наносят субмонослойную пленку адсорбата, содержащего не менее двух изотопов. Затем образец облучают электронами с энергией, не меньшей пороговой энергии возбуждения электронностимулированной десорбции ионов; измеряют ток вторичных частиц, образо2A submonolayer film of adsorbate containing at least two isotopes is applied on the surface of the sample under investigation in a vacuum of 10 10 Torr. Then the sample is irradiated with electrons with an energy not lower than the threshold excitation energy of electron-stimulated desorption of ions; measure the current of secondary particles, obra2
тела. Цель изобретения - обеспече- — ние возможности определения сечения возбуждения электронно-стимулированной десорбции ионов с поверхности твердых тел. Для этого на исследуемый образец наносят субмонослойную пленку адсорбата, содержащего не менее двух изотопов, облучают образец электронами, измеряют работу выхода,* по которой определяют концентрацию адсорбата на поверхности образца,определяют относительное содержание изотопов адсорбата в пленке, измеряют токи десорбирующихся ионов каждого изотопа адсорбата и по полученным данным определяют сечение возбуждения электронно —стимулированной десорбции. 2 з.п. ф-лы.''body. The purpose of the invention - Collateral - determination of possible cross sections of excitation of electron-stimulated desorption of ions from solid surfaces. To do this, a submonolayer film of adsorbate containing at least two isotopes is applied to the sample under test, the sample is irradiated with electrons, the work function is measured, * which determines the concentration of adsorbate on the sample surface, the relative content of adsorbate isotopes in the film is measured, the currents of desorbed ions of each adsorbate isotope are measured and According to the data obtained, the excitation cross section of electron-stimulated desorption is determined. 2 hp f-ly. ''
вавшихся в процессе возбуждения, измеряют одним из известных методов работу выхода поверхности с нанесенной пленкой, определяют по ее величине концентрацию Мо адсорбата на поверхности образца, измеряют относительное содержание К двух изотопов адсорбата в субмонослойной пленке, измеряют токи и ϊ десорбирующихся ионов каждого изотопа адсорбата и по измеренным величинам определяют сечение процесса возбуждения электронно-стимулированной десорбции ионов с поверхности образца.measured by one of the known methods of the work of the surface output with the applied film, determines the concentration M o of the adsorbate on the sample surface, measures the relative content of K two adsorbate isotopes in a submonolayer film, measures the currents and ϊ desorbing ions of each adsorbate isotope and the measured values determine the cross-section of the process of excitation of electron-stimulated desorption of ions from the sample surface.
В зависимости от природы адсорбата могут быть два случая.Depending on the nature of the adsorbate, there may be two cases.
Когда адсорбат образует с поверхностью образца связь преимущественно ионного типа, энергию первичныхWhen an adsorbate forms a predominantly ionic bond with the sample surface, the energy of the primary
»_5Ц. п„ 1485086 А1"_5Ц. n "1485086 A1
33
14850861485086
4four
электронов выбирают не меньшей пороговой энергии оже-ионизации атомов поверхности образца.electrons choose no less than the threshold energy of Auger ionization of atoms of the sample surface.
Когда адсорбат образует с поверхностью образца связь преимущественно ковалентного типа, энергию первичных электронов выбирают не меньшей пороговой энергии возбуждения или ионизации валентных электронов комплекса из ад-^д сорбированной частицы и связанных с ней атомов поверхности образца.When an adsorbate forms a bond of a predominantly covalent type with the sample surface, the energy of the primary electrons is chosen to be no less than the threshold energy of excitation or ionization of the valence electrons of the complex from the adsorbed particle and the atoms of the sample surface associated with it.
На основе описанной совокупности операций можно определить сечение 0 возбуждения электронно-стимулированной десорбции. Для этого используется следующее аналитическое выражение:Based on the described set of operations, it is possible to determine the excitation cross section 0 of electron-stimulated desorption. To do this, use the following analytical expression:
1515
+ . ++. +
Ω =з-м, /чΩ = sm, / h
2020
· ΰ )·)
где = э[т7/пц / (4га^/тг - 1) ;where = e [t7 / pts / (4ga ^ / t g - 1);
массы изотопов адсорбата;mass of adsorbate isotopes;
концентрация изото- .5 па адсорбата с массой щ, ,the concentration of isotope .5 PA adsorbate with a mass of u,,
ток первичных электронов;primary electron current;
относительный выход ионов изотопов адсорбата.relative ion yield of adsorbate isotopes.
“е“E
30thirty
Все операции способа производят в вакууме ^10~'°торр.All operations of the method are carried out in vacuum ^ 10 ~ '° Torr.
Пример. Способ выполняют в высоковакуумной камере, где давление остаточных газов снижают до Р=2*10’и торр с помощью сорбционноорбитронного насоса. В качестве подложки используют текстурированную дд вольфрамовую ленту размерами 20x1х х0,01 мм3 с преимущественным выходом на поверхность грани (100)., окисленную путем экспозиции в кислороде .(6'10'4 торр с“1 ) до образования на 45 поверхности слоя окисла при Т=1300 К, свободного от примесей остаточных газов. Напуск кислорода осуществляют термическим разложением перекиси бария. После этого кислород откачивают и подготовленную поверхность охлаждают до температуры Т=300 К для нанесения адсорбата (лития т(= 6а,е., тпг= 7а,е.). Нанесение лития на подложку проводят из прямоканальных испарителей путем термического разложения хроматита лития.Example. The method is performed in a high-vacuum chamber, where the pressure of the residual gases is reduced to P = 2 * 10 ' and torr with the help of a sorption orbitron pump. The substrate used dd tungsten textured tape 20x1h h0,01 size 3 mm with preferential access to the surface of the face (100)., Oxidized by exposure to oxygen. (6'10 '4 torr with "1) to form on the surface of the oxide layer 45 at T = 1300 K, free from residual gas impurities. The oxygen inlet is performed by thermal decomposition of barium peroxide. Then oxygen was evacuated and the surface is cooled to a temperature T = 300 K for application of the adsorbate (lithium t (= 6a, e., M d = 7a, e.). Lithium deposited on the substrate is carried out filamentary evaporators by thermal decomposition hromatita lithium.
Количество нанесенного адсорбата контролируют по величине работы выхода системы, измеренной методом контактной разности потенциалов. Концентрацию адсорбата Νο = 5-К?** ат/см2 выбирают в области наиболее резкой концентрационной зависимости работы выхода. Относительное содержание изотопов К в пленке адсорбата К=1/20, его измеряют методом термодесорбционной спектрометрии. Источником электронов служит вольфрамовая нить диаметром 0,01 мм, размещенная параллельно поверхности образца на расстоянии 4 мм. Плотность электронного тока на образец 0,5·10’6А/см2, что исключает возможность термодесорбции с поверхности.The amount of adsorbate deposited is controlled by the magnitude of the work function of the system, measured by the method of contact potential difference. The concentration of the adsorbate Ν ο = 5-K? ** at / cm 2 is chosen in the region of the sharpest concentration dependence of the work function. The relative content of isotopes K in the adsorbate film K = 1/20, it is measured by the method of thermal desorption spectrometry. The source of electrons is a tungsten filament with a diameter of 0.01 mm, placed parallel to the sample surface at a distance of 4 mm. The electron current density on the sample is 0.5 · 10 ' 6 A / cm 2 , which excludes the possibility of thermal desorption from the surface.
Энергию электронов задают разностью потенциалов между нитью и образцом и выбирают равной Е=100 эВ, т.е. выше пороговой.Такой выбор энергии бомбардирующих электронов связан с тем, что вблизи порога ток десорбирующихся ионов мал и лежит на границе чувствительности регистрирующей аппаратуры. При больших энергиях Первичных электронов наблюдается резкое увеличение выхода ионов, а при энергии свыше 80 эВ зависимость ионного тока от энергии падающих электронов; выходит на насыщение. Поэтому выбор энергии первичных электронов в области 100 эВ снижает погрешность измерения величины ионного тока, устраняя влияние флуктуаций ускоряющегося напряжения.The electron energy is set by the potential difference between the filament and the sample and is chosen equal to E = 100 eV, i.e. above the threshold. Such a choice of the energy of the bombarding electrons is due to the fact that near the threshold the current of the desorbed ions is small and lies on the border of the sensitivity of the recording equipment. At high energies of primary electrons, a sharp increase in the yield of ions is observed, and at energies above 80 eV, the dependence of the ion current on the energy of the incident electrons; goes to saturation. Therefore, the choice of the energy of primary electrons in the region of 100 eV reduces the error in measuring the magnitude of the ion current, eliminating the effect of fluctuations in the accelerating voltage.
II
Увеличение ускоряющего напряжения свыше 150В нецелесообразно, так как может привести к термодесорбции \ ионов вследствие разогрева поверхности высокоэнергетическим электронным пучком. Ток десорбирующихся ионов лития проходит через статический магнитнй масс-спект.рометр (разрешающая способность 200), осуществляющий разделение 'потока десорбированных ионов лития по массам. Затем ионы поступают на канальный электронный умножитель (ВЭУ-б)с коэффициентом усиления 107 и далее на анализатор АИ-1024, работающий в режиме счета отдельных импульсов. Погрешность измерения соответствующих токов не превышает 5% при работе анализатора в режиме накопления сигнала. При указанных режимах экспериментально определенные токи следующие:An increase in the accelerating voltage above 150 V is impractical because it can lead to thermal desorption of ions due to the heating of the surface with a high-energy electron beam. The current of the desorbed lithium ions passes through a static magnetic mass spectrometer (resolution 200), which carries out the mass separation of the desorbed lithium ions by mass. Then the ions are fed to a channel electron multiplier (WES-b) with a gain of 10 7 and further to an AI-1024 analyzer operating in the counting mode of individual pulses. The measurement error of the corresponding currents does not exceed 5% when the analyzer is operating in the signal accumulation mode. Under these conditions, the experimentally determined currents are as follows:
Х,= (2,5+0,2). 1ТГ’4А,X, = (2.5 + 0.2). 1TG ' 4 A,
= (4,0+0,3) · 10ИЗА.= (4.0 + 0.3) · 10 FROM A.
5five
14850861485086
66
Относительный выход ионов изотопов лития (5=(1,2+0,1). Расчет сечения (см^) возбуждения электронностимулированной десорбции ионов по _The relative ion yield of lithium isotopes (5 = (1.2 + 0.1). Calculation of the cross section (cm ^) of the excitation of electron-stimulated desorption of ions by _
I ’ эI ’e
предлагаемой формуле дает величинуthe proposed formula gives the value
9*·= (5,7+0,7)- Ю"21. 9 * · = (5.7 + 0.7) - Yu " 21 .
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864133360A SU1485086A1 (en) | 1986-10-14 | 1986-10-14 | Method of analysing excitation parameters of solid body surface |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864133360A SU1485086A1 (en) | 1986-10-14 | 1986-10-14 | Method of analysing excitation parameters of solid body surface |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1485086A1 true SU1485086A1 (en) | 1989-06-07 |
Family
ID=21262401
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864133360A SU1485086A1 (en) | 1986-10-14 | 1986-10-14 | Method of analysing excitation parameters of solid body surface |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1485086A1 (en) |
-
1986
- 1986-10-14 SU SU864133360A patent/SU1485086A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zandberg et al. | Surface ionization | |
Combecher | Measurement of W values of low-energy electrons in several gases | |
Oechsner et al. | Sputtered neutral mass spectrometry (SNMS) as a tool for chemical surface analysis and depth profiling | |
Fox et al. | Ionization in a mass spectrometer by monoenergetic electrons | |
Maul et al. | Secondary ion emission from silicon and silicon oxide | |
Benninghoven | New developments in the surface analysis of solids | |
Parks et al. | Sputter-initiated resonance ionization spectroscopy | |
Browning et al. | Fragmentation of molecular gases by 5-45 keV protons | |
Fox | Negative ion formation in NO2 by electron attachment | |
Werner | Investigation of solids by means of an ion-bombardment mass spectrometer | |
SU1485086A1 (en) | Method of analysing excitation parameters of solid body surface | |
SU1485087A1 (en) | Method for determining emission parameters of solid body surface | |
Srdoč et al. | Generation and spectroscopy of ultrasoft X-rays by non-dispersive methods | |
Fraser et al. | An X‐Ray Photoelectron Spectrometer Designed for Surface Research | |
Sawatzky et al. | Method for Studying Sputtered Particles by Emission Spectroscopy | |
Kaufman et al. | Molecular beam analyzer for identifying transient intermediates in gaseous reactions | |
Toyokawa et al. | A static-sims study on preferential sputtering on copper-nickel alloy surface | |
Kovacs et al. | Electronic excitation in metals through hyperthermal atoms | |
JP2007322411A (en) | Energy level measurement and analysis methods | |
US5670378A (en) | Method for trace oxygen detection | |
JP2001059826A (en) | Analyzing method of minute region by secondary ion mass analyzing method | |
Davidson et al. | Flux measurement of a hyperthermal atomic oxygen beam | |
Sugiura et al. | Study of Negative Ion Formations by Electron Impact I. Negative Ions Produced from Acrylonitrile | |
Blais et al. | A tandem mass spectrometer and energy analyzer for negative surface ionization studies-determination of electron affinities | |
Kishi et al. | Negative surface ionization mass spectrometry for real-time monitoring of iodine molecules in process off-gas |