Словарь научных терминов

Ионного рассеяния спектроскопия

ИОННОГО РАССЕЯНИЯ СПЕКТРОСКОПИЯ, изучает распределение по энергиям (энергетич. спектр) ионов, упруго рассеянных пов-стью под определенным углом q. Спектр получают при действии на исследуемую пов-сть моноэнергетич. пучков ионов. По положению пиков такого спектра идентифицируют элементы, а по высоте пиков определяют концентрацию последних. Кроме того, исследуя энергетич. спектр в зависимости от углов падения и рассеяния, можно получить информацию о структуре пов-сти. Энергию иона, упруго рассеянного под углом q при однократном парном столкновении, можно рассчитать по ф-ле E = E_п(1 + М/т)^-² {cosq + [(M²/m²) - sin²q]^1/2}² = КЕ_п, где Е_п- энергия первичных ионов, М - масса атомов образца, m - масса первичных ионов, К - коэф. рассеяния ионов. Формула справедлива при М/т > 1. Зная величины m, E_п, q, а также заряд (степень нейтрализации) рассеянных частиц и измерив Е, можно рассчитать M и идентифицировать поверхностные атомы. В зависимости от энергии первичных ионов различают спектроскопию рассеяния медленных ионов (E_п = 10^-¹⁷ — 10^-¹³ Дж) и спектроскопию рассеяния быстрых ионов (Е_п = 10^-¹⁴— 10^-¹³ Дж), наз. также спектроскопией резерфордовского или обратного ядерного рассеяния. В спектроскопии рассеяния медленных ионов в ионизованном состоянии покидает пов-сть лишь 0,1-1% однократно рассеянных ионов. Т. к. зависимость К от сечений рассеяния и эффективность нейтрализации точно неизвестны, то количеств. определения проводят в осн. по эмпирич. градуировочным зависимостям. Аппаратура состоит из источника однозарядных моноэнергетич. ионов инертных газов (обычно Не⁺, Ne⁺, Аr⁺), напр. дуоплазмотрона с полым катодом, вакуумной камеры с давлением остаточных газов < 10^-⁷ Па, держателя мишени, позволяющего вращать образец относительно направления первичного пучка, и энергетич. спектрометра (чаще всего электростатич. анализатора). При этом можно анализировать поверхностные монослои толщиной ~ 0,5 нм. В спектроскопии рассеяния быстрых ионов в качестве источника первичных ионов (в осн. a-частиц) используют электростатич. генератор, тандемный ускоритель ионов или циклотрон. Ускоритель ионов должен давать высокомонохроматичные пучки первичных ионов в широком интервале E_п. Для регистрации энергетич. спектра рассеянных ионов обычно применяют полупроводниковый детектор (с разрешением 5-20 кэВ) в сочетании с многоканальным анализатором импульсов. Количеств. интерпретация данных о рассеянии быстрых ионов проще, чем в случае медленных ионов, и проводится с применением резерфордовского закона рассеяния, когда эффектом экранирования ядер электронами можно пренебречь. Частица, отраженная от пов-сти твердого тела, обладает большей энергией, чем частица, отраженная от внутр. слоев мишени. Потери энергии связаны с электронным и ядерным торможением внутри твердого тела. Т.к. сечение рассеяния невелико, часть ионов, проникнувших в глубь мишени, двигается по прямой, испытывая в осн. электронное торможение. После соударения с атомом, в результате к-рого направление движущегося иона меняется на угол > 90° (обратное рассеяние), он под действием электронного торможения опять по прямой направляется к пов-сти материала. Т. обр., фиксируя спектры энергетич. потерь обратнорассеянных ионов, можно без разрушения образца получить информацию о распределении определяемого элемента по глубине. Напр., используя рассеяние a-частиц с энергией ~ 10^-¹³ Дж, можно исследовать слои толщиной в доли мкм с разрешением по глубине ~ 20 нм без послойного травления, к-рое необходимо в случае использования медленных ионов. Разрешение по глубине зависит от массы и энергии первичных ионов, массы атомов материала и энергетич. разрешения регистрирующей аппаратуры. По величине потерь энергии можно определять также толщину пленок на подложках. Пределы обнаружения элементов в И. р. с. достигают 10 %. Этот метод применяют в осн. для определения тяжелых примесей в легких основах: с использованием медленных ионов - на реальной пов-сти, с использованием быстрых ионов - в субмикронных поверхностных слоях твердых тел (гл. обр. полупроводников). Лит.: Петров Н. Н., Аброян И. А., Диагностика поверхности с помощью ионных пучков, Л., 1977; Пранявичюс Л., Дудонис Ю., Модификация свойств твердых тел ионными пучками, Вильнюс, 1980; Черепин В. Т., Васильев М. А., Методы и приборы для анализа поверхности, К., 1982. Ф. А. Гимельфарб.

Иванова реакция Игданит Идеальный газ Идентификация Изатин Изафенин Избирательность анализа Известковые удобрения Известняк Известь Измельчение Изо.. Изоmeризat Изоамилацетат Изоамиловый спирт Изобутилен Изобутиловый спирт Изовалериановая кислота Изовалериановый альдегид Изоиндол Изоксазол Изолейцин Изолированная система Изолобальной аналогии принцип Изоляционные масла Изомасляный альдегид Изомеразы Изомеризация Изомерия Изомерия атомных ядер Изоморфизм Изоникотиновая кислота Изонитрилы Изонитрильные комплексы переходных металлов Изопрен Изопреновые каучуки синтетические Изопреноиды Изопропаноламины Изопропилбензол Изопропиловый спирт Изотактические полимеры Изотахофорез Изотиазол Изотиоцианаты Изотопного разбавления метод Изотопные генераторы Изотопные индикаторы Изотопные эффекты Изотопный анализ Изотопный обмен Изотопов разделение Изотопы Изоферменты Изофталевая кислота Изофталоилхлорид Изохинолин Изохинолиновые алкалоиды Изоцианаты Изоцианаты блокированные Изоцинхомероновая кислота Изоцитрат-лиаза Изоэвгенол Изоэлектрическая точка Изумрудная зелень Илиды Имид-амидная перегруппировка Имидазол Имидазолины Имидофосфаты Имиды карболовых кислот Имиды металлов Имизин Иминиевые соли Иминоксильные радикалы Иминоэфиры Иммерсионные жидкости Иммобилизованные ферменты Иммуномодулирующие средства Иммунохимия Импедансный метод Импульсный радиолиз Импульсный фотолиз Ингибиторы Ингибиторы коррозии Индазол Индамины Индан Индандионы Индантрон Инден Индиго Индигоидные красители Индигокармин Индий Индикаторная бумага Индикаторные трубки Индикаторы Индия антимонид Индия арсенид Индия галогениды Индия оксиды Индия фосфид Индоанилины Индоксан Индол Индольные алкалоиды Индофенолы Индуктивный эффект Индукция химическая Индулины Индустриальные масла Инженерная энзимология Инициаторы радикальные Инициирование Инициирующие взрывчатые вещества Инкапаситанты Инозин Инозиты Инсектициды Инсулин Интенсивные параметры Интеркалаты Интерлейкины Интермедиат Интерметаллиды Интерфероны Инулин Инфразвуковые аппараты Инфракрасная спектроскопия Иод Иодбензол Иодиды Иодное число Иодные удобрения Иодозобензол Иодометрия Ион-молекулярные комплексы Ион-радикалы Ион-циклотронный резонанс Ионизации потенциал Ионизирующие излучения Иониты Ионная атмосфера Ионная имплантация Ионная полимеризация Ионная хроматография Ионно-молекулярные реакции Ионного рассеяния спектроскопия Ионные кристаллы Ионные пары Ионные радиусы Ионный выход Ионный микроанализ Ионный обмен Ионол Иономеры Ионометрия Иононы Ионообменная хроматография Ионообменные смолы Ионоселективные электроды Ионофоры Ионы Ионы в газах Иоцича реакция Иприт Ипсо-замещение Иридий Иридийорганические соединения Ирисаль Ирританты Искусственная пища Искусственные волокна Искусственный интеллект Испарение Итаконовая кислота Иттербий Иттрий Ихтиоциды Июпак