M t normuradov, B. E umirzaqov, A. Q tashatov nanotexnologiya asoslari - bet 57

|
M t normuradov, B. E umirzaqov, A. Q tashatov nanotexnologiya asoslariBog'liq NANOTEXNOLOGIYA ASOSLARI (UMUMIY) 22.06.2020 (1)4.4.
Ikkilamchi ionlarning mass-spektroskopiyasi (IIMS)
Yuzalarni tekshirishda ionlardan foydalanish.
Ionlar bilan ta’sir qilganda
ham yuzadan to‘rt xil zarralar ajralib chiqqanligi uchun yuqorida ko‘rib o‘tilgan
usullarni bu yerda ham qo‘llash mumkin. Ammo ionlarni hosil qilish va boshqarish
elektronlarga nisbatan ancha murakkabdir va bunday kurilmalarni yaratish juda
ko‘p qiyinchiliklar bilan aloqador bo‘ladi. Shuning uchun yuzalarni analiz qilishda
ionlar eng kerakli, yuqori aniqlikdagi informatsiyalarni olishdagina qo‘llaniladi.
Eng ko‘p qo‘llaniladigan usullar 4.8-rasmda ko‘rsatilgan. Bular ichida eng
ahamiyatlilari
ikkilamchi ionlarning mass-spektrometriyasi
(IIMS) va sochilgan
(qaytgan) ionlarning spektroskopiyasidir (SIS). Bu usullar jismning tarkibini va
atomlar konsentratsiyasini yuqori darajada aniqlash imkonini beradi.
Ionlar ta’sirida ajralib chiqqan neytral zarralarni ham analiz qilish mumkin.
Ammo, ilgari aytib o’tganimizdek, ularni qayd qilish qiyin bo‘lganligi uchun
bunday metodlar deyarli qo‘llanmaydi.
105
4.8-rasm. Ionlar bilan nurlantirishga asoslangan usullar: INS – ion –
neytrallanish spektroskopiyasi; IIMS- ikkilamchi ionlar mass-spektrometriyasi;
SIS- sochilgan ionlar spektroskopiyasi; IRS – ion zondli rentgen nurlari
spektroskopiyasi.
Ionlar ta’sirida ajralib chiqqan elektronlarni analiz qilishga asoslangan har
xil usullarni joriy qilish mumkin. Bunda ikki xil emissiya ro’y berishi mumkin:
potensial va kinetik emissiya. Ion-elektron emissiyaga asoslangan metodlar
elektron-elektron emissiya usullariga nisbatan murakkab bo‘lsa ham aniqligi
yuqori bo‘lganligi uchun yuzalarni analiz qilishda ancha keng qo‘llaniladi.
Ion-foton emissiyaga asoslangan usullarda ko‘pincha rentgen nurlari analiz
qilinadi. Bunda ion zondli rentgen nurlari spektroskopiyasi (IRS) degan usul
ahamiyatliroqlidir. Ammo bu usul asosan yuzadan ancha pastroqda joylashgan
qatlamlar to‘g‘risida ma’lumot beradi.
Ilgari ko‘rib o‘tganimizdek, qattiq jism yuzasiga ionlar kelib urilganda
undan to‘rt xil turdagi zarralar uchib chiqishi mumkin. Shulardan ionlar va neytral
atom (molekula)larning uchib chiqishi yuzaning yemirilishiga olib keladi. Bu
zarralarni massa bo‘yicha tahlil qilish jismning yuza tarkibi haqida to‘g‘ridan-
to‘g‘ri ma’lumot beradi. Ikkilamchi ionlarni tahlil qilish nisbatan oson bo‘lgani
uchun hozirgi paytda IIMS usuli juda ko‘p qo‘llaniladi. Bu usulning sezgirligi juda
yuqori bo‘lib, ko‘pgina elementlar uchun 10
-4
% ni tashkil qiladi. OES dan farqli
ravishda bu usul yordamida N va Ne ni ham aniqlash mumkin. Ammo uchib
chiqayotgan ionlarning miqdori juda ko‘p kattaliklarga bog‘liq bo‘lganligi uchun
106
bu usul yordamida miqdoriy tahlil ko‘p qiyinchiliklarga olib keladi. Bundan
tashqari agar jism yuzasining tarkibi juda ham murakkab bo‘lib unda har xil
birikmalar mavjud bo‘lsa, ularni massa bo‘yicha ajratish (ayniqsa katta
massalarda) qiyinlashadi. Lekin maxsus usullar qo‘llash orqali tahlilni katta
aniqlikda olib borish mumkin.
Yuzaning yedirilish kattaligi unga tushayotgan birlamchi ionlarning
energiyasiga, massasiga va tushish burchagiga bog‘liq bo‘ladi. IIMS usulida
ko‘pincha О
2
+
va Аr
+
ionlari ishlatiladi. Bunda ularning energiyasi
1-20 кэВ
atrofida bo‘ladi.
Yuzalarni tahlil qilishda tushayotgan ionlarning intensivligini kichik, tushish
burchagini (normalga nisbatan) esa kattaroq (80-85
о
) qilib olishga harakat qilinadi.
Bunda yuzaning yedirilishi ancha kamayadi. Hajmiy tahlil qilish uchun esa
yuzaning yedirilish tezligi oshiriladi. Umuman yedirilish tezligini juda katta: 10
-5
dan 10
3
Е/с gacha oraliqda o‘zgartirish mumkin.
Qattiq jism yuzalari ionlar bilan bombardimon qilinganda u yemiriladi.
Yemirilish tezligi birinchi galda yuzadagi moddalarning uchib chiqish kattaligi Y
ga bog‘liq bo‘ladi.
Uchib chiqayotgan atomlarning o‘rtacha miqdori
Y = -----------------------------------------------------------------------
tushayotgan atomlar miqdori
Moddalarning uchib chiqish kattaligi materialning tuzilishi va tarkibiga
hamda ionlar dastasining parametriga bog‘liq bo‘ladi. Y ning qiymati juda katta
diapazonda o‘zgarishi mumkin. Ammo chuqurlik bo‘yicha atomlarning
taqsimlanishini aniqlashda asosan energiyasi bir necha kiloelektronvolt bo‘lgan
o‘rtacha massali ionlar ishlatiladi. Bunday hol uchun Y ning qiymati 0,5 dan 20
gacha bo‘ladi.
4.9-rasmda kremniyni argon bilan bombardimon qilinganda hol uchun Y(E
1
)
bog‘lanish egri chizig‘i keltirilgan.
|
| |