-rasm. Yuzalarni elektron-elektron emissiya usullari bilan analiz qilish qurilmasining eng oddiy chizmasi

3.2-rasm. Yuzalarni elektron-elektron emissiya usullari bilan analiz qilish qurilmasining eng oddiy chizmasi.
Yuzalarni. tekshirishning ikkilamchi elektron emissiyasiga asoslangan usullari birlamchi elektronlarning energiyasiga bog‘liq bo‘ladi. Birlamchi elektronlarning energiyasini shartli ravishda uchta diapozon (oraliq)ga bo‘lish mumkin kichik (YEl(lOOeV), o‘rta (YE1(1GQ-5OOQ eV) va katta (YE1( 5000 eV) energiyalar. YEl ning kichik energiyali diapozonida quyidagi usullarni qo’llash mumkin. 1. Kichik energiyali elektronlarning difraksiyasi. Bu usul jism yuzasining birinchi va ikkinchi qatlamlarining kristallik tuzilishi va panjara parametrlari to‘g‘risida ma’lumot beradi. 2. To‘la toklar spektroskopiyasi (TTS). Bu usulda YEl qiymatini 0 dan ~50 eV gacha o‘zgartirib borilib unga mos kelgan ikkilamchi elektronlar tokining qiymati qayd qilinib boriladi. YE l ning qiymati valent elektronlar taqsimotining maksimumiga mos kelganda ikkilamchi elektronlarning soni sezilarli oshadi. Buday hodisa YE l ning qiymati plazmonlaming uyg‘onish energiyasiga teng (yoki yaqin) bo‘lganda ham ro’y beradi. Bu usul valent zonasi va bo‘sh sathlarning energetik tuzalishini o‘rganish uchun qo‘llaniladi. 3. Elastik qaytgan kichik energiyali elektronlar spektroskopiyasi. Bu usulda YE l ni o‘zgartira borib elastik qaytgan elektronlar tokining qiymati qayd qilib boriladi. Bunda ham TTS dagi kabi ma’lumotlar olinadi. Keyingi ikkala usulda ham tokning YE lga bog‘liqlik egri chizig’i emas, balki bu egri chiziqning birinchi yoki ikkinchi tartibli hosilalari qayd qilinadi. Tekshirish usullarining eng ko‘pi YE l ning o‘rtacha energiyali diapozonida to‘g‘ri keladi. Bu diapozon uchun ikkilamchi elektronlarning energetik taqsimoti N(E) shartli ravishda 3.3-rasmda keltirilgan. Bunday spektr ikkilamchi tokning to‘xtatuvchi potensial (energiya)ga bog‘liqligi I2(E2) egri chizig‘ini differensiallash orqali olinadi, ya’ni N(EXdi2/dE2. Differensiallashlar birlamchi yoki lkkilamchi toklarda (kichik qiymatli o‘zgaruvchan kuchlanish yordamida) o‘zgaruvchan tashkil etuvchilarni hosil qilishga asoslangan holda elektrik jihatdan amalga oshiriladi. YE l ning o‘rta energiyali diapozonlarida quyidagi usullarni qo‘llash mumkin. 2.elastik qaytgan elektronlarning spektroskopiyasi (EES). 3. Noelastik qaytgan elektronlarning spektroskopiyasi (NES). 4. Haqiqiy ikkilamchi elektronlarning spektroskopiyasi. Bu usullarning har biri bir necha turlarga bo‘linishi mumkin va ular jism sirtining elektron tuzilishi va tarkibining o‘zgarishi haqida qimmatli ma’lumotlar beradi. 3.3-rasmda keltirilgan spektring uchala qismida ham intensivligi uncha katta bo‘lmagan cho‘qqichalar va chuqurchalar borligi ko‘rinib turibdi. Bularni yaqqol ko‘rish«uchun spektrni yana bir marta yoki ikki marta differensiallash mumkin. Elektron emissiyaning ko‘pgina metodlari ana shu cho‘qqilarni analiz qilishga asoslangan. 3.3--rasmdagi spektrni tahlil qilishga asoslangan YE l ning o‘rtacha energiyali diapozonda keng qo‘llaniladigan usullar quyidagilardir.
3.3 - rasm. Ikkilamchi elektronlarning energiya bo'yicha . taqsimoti (spektri).
Xarakterli energiya yo‘qotgan elektronlaming spektroskopiyasi (XEES). Bu usul elastik qaytgan elektronlarning hosil bo‘lgan cho‘qqilarini analiz qilishga asoslangan. Bunday energiya yo‘qotishlar har bir element uchun xarakterli bo‘lib uning (ya’ni yo‘qotilgan energiyaning) qiymati birlamchi elektronlarning energiyasiga bog‘liq bo‘lmaydi. Bu cho‘qqilar bilan elastik qaytgan elektronlar hosil qilgan cho‘qqi orasidagi energetik masofa birlamchi energiya o‘zgarishi bilan o‘zgarmaydi. Bu cho‘qqilar plazmonlarning uyg‘onishi va har xil zonalararo o’tishning ro‘y berish natijasida vujudga keladi. 2.Oje-elektron spektroskopiya. N(E) spektrning 15(20 eV dan boshlab to noelastik qaytgan elektronlar qismining o‘rtalarigacha bo‘lgan oraliqda hosil bo‘ladigan juda kichik cho‘qqilarni analiz qilishga asoslangan usulni Oje-elektron spektroskopiya (EOS) deyiladi. Bunday cho‘qqilarni hosil qiladigan elektronlar haqiqiy ikkilamchi elektronlar bo‘lib, ular uch bosqichli jarayon natijasida vujudga keladi. EOS 1 metodi jism sirtining elementar va kimyoviy- tarkibini, atomlarning konsentretsiyasini aniqlashda keng qo‘llaniladi. 3. Ionizatsiya spektroskopiya. Bunday spektroskopiya N(E) energiali noelastik qaytgan elektronlar qismidagi cho‘qqilarni analiz qilishga asoslangan (3.3-rasmga qarang).
Ionizatsion spektroskopiya (IS) birlamchi elektronlarning jism atomining ichki sathlaridagi elektronlarini urib chiqarishga asolangan. IS jism sjrtining tarkibi, elektron tuzilishi haqida ma’lumot beradi. E 1 ning katta energiyali diapozonida asosan yuqori energiyali elektronlar difiaksiyasi (YUED) degan metod ishlatiladi. Bu metod sirt osti qatlamlarining tuzilishi va panjara parametrlari haqida ma’lumot beradi. Biz elektron spektroskopiyaning ( bo‘lgan hol uchun) eng ko‘p tarqalgan usullarinigina ko‘rib o‘tdik. Bu spektroskopiyaning elektronlarining energiyasi va fazoviy burchagiga bog‘liq bo‘lgan yani juda ko‘p usullari mavjuddir. Bular bilan maxsus adabiyotlar yordamida tanishish mumkin. Oje-etektron spektrometr qurilmasining OES keyingi paytlarda qattiq jism sirtlarining kimyoviy tarkibini tahlil qilishda eng ko‘p tarqalgan usullardan biri bo‘lib qoldi. Hozirgi paytda OES faqatgina ilmiy izlanishlardagina emas, balki standart tahlil usuli sifatida elektron asbobsozlikda keng qo‘llanilmoqda. U , ayniqsa, yarim o‘tkazgichlar topologiyasida metallshunoslikda, katalizda, mineralogiyada va foydali qazilmalarni tahlil qilishda, kristallarni o‘stirishda keng qo‘llanilmoqda. OES bilan bir paytda yuzalarni ionlar yordamida yemirish usulini qo‘llab jismlarning sirt osti qatlamlarini (hajmini) ham tahlil qilish, mumkin.OES usulining yaratilishi,prinsipi,turlari,imkoniyatlari va olingan natijalar to‘g ‘risida rus va ingliz tillarida juda ko‘p ilmiy monografiya va maqolalar e’lon qilingan.
Fotoelektronlar spektroskopiyasi Qattiq jism yuzasiga fotonlar oqimi kelib tushganda undan elektronlar uchib chiqishi kuzatiladi. Bu hodisa fotoeffekt deb ataladi. Bu elektronlarning energiya bo‘yicha taqsimotini tahlil qilish orqali yuzalarning holati to‘g‘risida qimmatli ma’lumotlar olish mumkin. Olinishi lozim bo’lgan ma’lumotning turiga qarab har xil to’lqin uzunlikdagi (chastotali) yorug’lik nurlaridan foydalanish mumkin. Bunda albatta fotonlarning energiyasi (e=hv) elektronlarning chiqish ishiga (A=e
Nq =E /hv,
Biz ushbu bo‘limda asosan ultrabinafsha nurlarning elektron spektroskopiyasini ko‘rib o‘tamiz. Bu usul qattiq jismning yuza qismida valent elektronlarning energetik taqsimoti haqida bevosita ma’lumot bera oladigan yagona usuldir. Yuzalarni diagnostika qilishda zond sifatida ishlatiladigan zarralarning orasida fotonlar yuza xususiyatlariga eng kam ta'sir qiladigan zarradir. Bunga sabab, birinchidan, fotonning impulsi juda kichik, ikkinchidan u, neytral zarra bo‘lganligi uchun yuzalarning zaryadlanib qolishiga bog‘liq bo‘lgan jarayonlar keskin kamayadi. Fotonlardan foydalanishning salbiy tomonlari ham bor. Kerakli diapazonda fotonlarning kuchli intensivlikka ega bo‘lgan oqimini olish juda qiyin. Bundan tashqari ikkilamchi zarralarni hosil qilish effekti juda kam. Shuning uchun yuza qatlamlardan chiqayotgan signallar juda kichik bo‘ladi. Ammo sezgirligi yuqori bo‘lgan zamonaviy detektorlardan foydalanib bunday signallarni katta aniqlik bilan qayd.. qilish mumkin. Asosan foto-elektron va foto-foton emissiyaga asoslangan usullar ko‘p qo‘llaniladi.
(4.1-rasm). Yuzaga tushayotgan va undan qaytayotgan fotonlarning to‘lqin uzunliklariga qarab to‘rtta guruhga ajratish mumkin infira-qizil (IQ), ko‘zga ko'rinadigan, ultrabinafsha(UB) va rentgen nurlari.
|