Реферат- Введение в наноэлектронику. Введение в наноэлектронику. Методы зондовой нанотехнологии. 1 Физические основы зондовой нанотехнологии

• Название: Методы зондовой нанотехнологии. 1 Физические основы зондовой нанотехнологии
• Анкор: Реферат- Введение в наноэлектронику
• Дата: 18.11.2022
• Размер: 3.55 Mb.
• Имя файла: Введение в наноэлектронику.rtf
• Тип: Документы; #796308
• страница: 7 из 15

.2 Анализ поверхности электронным пучком

Методы анализа поверхности, использующие электронные пучки, делятся на методы дифракции медленных электронов (ДМЭ) и отраженных быстрых электронов (ДОБЭ).

Длина волны де Бройля для электронов определяется выражением (11).
,
где - длина волны де Бройля;

- постоянная разность потенциалов.

Под медленными электронами понимают электроны, энергии которых лежат в пределах сотой эВ, а значение того же порядка, что и у рентгеновского излучения. Электроны с энергией в десятки кэВ соответствуют длине волны γ-излучения и называются быстрыми.

В отличие от рентгеновских лучей, которые рассеиваются на электронной плотности атомов, рассеивание электронов определяется их взаимодействием с электрическими полями атомов, которые создаются положительно заряженными ядрами и электронными оболочками атомов. Таким образом, рассеивание электронов зависит от атомного строения вещества.

Метод ДОБЭ основан на исследовании дифракции пучка быстрых электронов, падающих под скользящим углом на поверхность.

Метод ДМЭ основан на дифракции электронов до сотен эВ и предназначен для исследования структуры поверхностных слоев монокристаллов.

Пучок электронов направляется в мишень и дифрагирует на поверхности кристалла. Электронные лучи, рассеянные обратно, движутся в пространстве между кристаллом и сеткой. Далее электроны проходят через сетки, на которые подаются электрические потенциалы. Сетки способны задержать неупруго рассеянные на образце электроны и ускорить упруго рассеянные электроны, направив в экран.

Схема установки для исследования методов ДМЭ представлена на рисунке 7.


Рисунок 7 - Установка для исследования структуры на поверхности методом ДМЭ: , , - сетки

.3 Полевая эмиссионная микроскопия

Принцип полевой электронной микроскопии состоит в том, что если на пути электронного пучка, полученного путем автоэлектронной эмиссии с тонкого металлического острия катода, поставить на макроскопическом расстоянии флуоресцентный экран - анод, то на нем электронные лучи сформируют проекцию вершины острия.

Прибор, с помощью которого можно реализовать принцип полевой микроскопии, называется электронным проектором или автоэлектронным микроскопом.

Катод из металла формируется в виде острия и помещается в центре вакуумной сферической колбы, дно которой покрыто слоем люминофора. Анод представляет собой проводящее покрытие на стенках и дне колбы. Когда на анод подается положительное напряжение, на кончике катоде возникает напряженность электрического поля такая, что возникает автоэмиссия электронов. Эмитированные электроны движутся по радиальным траекториям и формируют на экране-аноде контрастное изображение поверхности катода.

Конструкция автоионного микроскопа повторяет конструкцию автоэлектронного. На острие подается положительный потенциал, в вакуумную систему напускается инертный газ, который ионизируется в сильном электрическом поле у поверхности острия. Электроны стремятся к острию, а возникшие положительные ионы ускоряются под действием радиального электрического поля. Над ступеньками кристаллографической решетки или отдельными атомами электрическое поле неоднородно, там увеличивается вероятность ионизации. На экране эти участки отображаются в виде ярких точек.

Электронные и ионные проекторы применяются для определения работы выхода с разных границ монокристалла, наблюдения фазовых превращений, изучения адсорбции и поверхностной диффузии атомов.