В спектрометрии рассеяния медленных ионов используют не только гелий, но и другие благородные газы (часто Ne+) с энергиями в диапазоне от 0,5 до 5 кэВ. Для определения кинетической энергии применяют электростатические анализаторы. Для качественного анализа пригодны кинематические соотношения, выведенные для POP (потери энергии в процессе упругого рассеяния на ядрах мишени). Количественный анализ практически невозможен, поскольку ни сечение рассеяния, ни вероятность нейтрализации ионов не известны достоверно.

Спектрометрию рассеяния ионов низких энергий используют в основном для фундаментальных исследований (например, адсорбции) благодаря ее уникальной поверхностной чувствительности.

10.3.2. Масс-спектрометрия вторичных ионов (МСВИ)

Фундаментальные аспекты распыления

Термин распыление относится к эмиссии частиц вещества мишени под действием бомбардировки ионами. Распыление становится доминирующим процессом при взаимодействиях ионов с твердым телом, когда ионы средней массы (или более тяжелые) и средних энергий (в килоэлектронвольтном диапазоне) бомбардируют мишень. Процесс распыления можно описать на основе ядерных взаимодействий и функций экранирования. Это значит, что взаимодействия ионов с электронами атомов мишени будут играть важную роль в процессе.

Действительный механизм равпыления рассматривают как перенос энергии от налетающего иона к атомам мишени в процессе неупругих столкновений. Кинетическая энергия теряется в процессе нескольких сотен столкновений в течение Ю-13 с. В этом каскаде столкновений генерируются атомы отдачи, некоторые из них могут покинуть поверхность. Кинетическая энергия большинства из этих частиц составляет лишь от 5 до 20 эВ. Большинство из этих атомов (90%) вылетают из внешнего атомного слоя. Вероятность выхода атома при столкновении с ионом выражается выходом продуктов распыления У, который представляет собой отношение числа вылетающих атомов на один налетающий ион. Величина У обычно составляет от 1 до 10 при обычных аналитических условиях (распыление ионами Аг+, Хе+, Кг+, О-, 02+, Cs+, Ga+ с энергиями 0,2-30 кэВ).

□ Распыление всегда приводит к изменению состава поверхности анализируемого образца.

Распыление всегда приводит к изменению состава поверхности анализируемого образца, поскольку первичные ионы имплантируются в поверхностную зону толщиной 5-10 нм. Равновесные концентрации имплантированных частиц могут составлять от нескольких процентов до 50%. Если поверхность бомбардируют реакционноспособными ионами (например, ионами кислорода, цезия или галлия), химический состав поверхности и, следовательно, вероятность ионизации испускаемых частиц изменяются довольно резко. Этот факт весьма важен в МСВИ (см. с. 358, разд. «Основы метода и применения МСВИ»).

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию