Рентгеновский фотоэффект и вторичная электронная эмиссия

 

Профессор Е.О.Филатова

 

Введение

 

Раздел I. Вторичная электронная эмиссия (ВЭЭ)

1.   Первичные и вторичные электроны. Коэффициент ВЭЭ, его зависимость от энергии первичных электронов, угловая зависимость коэффициента ВЭЭ. Длина свободного пробега электронов и ее зависимость от энергии электронов.

2.  Энергетическое распределение вторичных электронов по энергиям, три основные группы вторичных электронов.

      2.1.  Упруго отраженные электроны. Зависимость коэффициента упругого отражения от энергии первичных электронов. Угловое распределение упруго отраженных электронов. Основные теоретические представления процесса упругого отражения. Дифракция медленных электронов (ДМЭ) и дифракция быстрых электронов (ДБЭ).

      2.2.  Неупруго отраженные электроны. Общие закономерности поведения коэффициента неупругого отражения. Теоретические представления о явлении. Плазмоны: объемные и поверхностные. Спектроскопия потерь энергии медленных электронов. Спектроскопия характеристических потерь. Оже- электронная спектроскопия.

      2.3.  Истинно вторичные электроны. Зависимость коэффициента истинно вторичной эмиссии от энергии первичных электронов, угла падения первичного пучка, угла выхода вторичных электронов.

3.   Экспериментальные методы измерения ВЭЭ.

      3.1.  Электронные пушки. Газоразрядные электронные пушки. Ненакаливаемые источники первичных электронов. Термокатоды электронных пушек. Пространственные и энергетические неоднородности электронных пучков. Пушки для получения электронов малых энергий. Электронные монохроматоры. Элементы электронной оптики (линза-диафрагма, иммерсионная линза, одиночная линза). Общие вопросы формирования интенсивных пучков. Фокусировка интенсивных пучков.  Системы Пирса. Магнитная фокусировка.

      3.2.   Мишени. Требования к состоянию поверхности. Способы очистки поверхности. Способы контроля чистоты поверхности. Особенности работы с мишенями различного типа (монокристалл, свободная пленка, пленка на подложке).

      3.3.   Измерение  коэффициента ВЭЭ. Схема измерения коэффициента ВЭЭ. Схема измерения коэффициента неупругого отражения электронов. Методы исследования распределения вторичных электронов по энергиям (метод задерживающего электрического поля, метод поперечного магнитного поля, метод поперечного электрического поля, метод продольного магнитного поля). Особенности измерения ВЭ характеристик диэлектриков (измерения в статическом и нестатическом режимах).

 

Раздел II. Рентгеновский фотоэффект

2.1. Основные особенности фотоэффекта. Отличие фотоэффекта в рентгеновской и видимой областях. Зависимость числа и энергии фотоэлектронов от длины волны, атомного номера вещества фотокатода. Пространственное распределение  рентгеновских фотоэлектронов. Выход флуоресценции и кинетическая энергия Оже-электронов

2.2 Фотоэффект массивных фотокатодов. Экспериментальная методика измерения квантового выхода различных веществ в рентгеновской области спектра. Основные представления явления рентгеновского фотоэффекта. Формулы, описывающие спектральные, угловые и толщинные зависимости импульсного и токового квантового выхода. Формулы для квантового выхода по полному току для "точечной" модели и для модели, в которой учитывается пробег быстрого собственно рентгеновского электрона. Методы определения длины диффузии медленных электронов.

Формулы для квантового выхода собственно рентгеновского фотоэффекта. Статистика рентгеновского фотоэффекта.

2.3. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия. Энергетический спектр фотоэлектронов. Сдвиги энергии связи; химические сдвиги. Количественный анализ.

 

          Литература

1.     А.Р. Шульман, С.А. Фридрихов. Вторично-эмиссионные методы исследования твердого тела. ., Наука, 1977

2.     А.А. Жигарев. Электронная оптика и электронно-лучевые приборы. –М., Высшая школа, 1972

3.     Дж. Пирс. Теория и расчет электронных пучков. 1956

4.     М.А. Блохин. Физика рентгеновских лучей. –М., ГИТТЛ, 1953

5.     Л.Фелдман, Д. Майер. Основы анализа поверхности и тонких пленок. –М., Мир, 1989