Turli ion zarralar sepiladigan elektron foton va sirt usullari ikkinchi ion emissiya

§1.4. Klaster va ko'p zaryadli shakllanish mexanizmlari
ikkilamchi-ionli massa spektrometriyasida ionlar.
Püskürtme bilan bog'liq sohalarda amalga oshirilgan ishlar haqida umumiy ma'lumot
qattiq jism va ikkilamchi ion emissiyasi yuqori va
Klaster bombardimonchi ionlardan foydalanishga doimiy qiziqish.
Molekulyar bombardimonni qo'llash haqiqiy hisoblanadi
ikkilamchi ion massalari spektrometriyasini (VIMS) moslashtirish imkoniyati
nanometr texnologiyalarining o'sib borayotgan talablari va tahlil qilish
yarim o'tkazgichlarda Ultra nozik profillar. Katta molekulalarning chiqishi o'sishi
Klaster ionlari bilan bombardimon qilishda yuzlab va minglab marta
bu nafaqat sifatli, balki miqdoriy yutuqlarga ham olib keladi
organik va tahlil qilish uchun dinamik VIMS usulidan foydalanish
Biorganik materiallar [51; C. 309, 52; p. 156, 53; C. 209, 54; p. 101, 55;
c.549]. Biroq, o'zaro ta'sirning asosiy jihatlari kamroq ahamiyatga ega
aniq, chunki qattiq yuzasi bilan Klaster ionlari
ushbu hodisaning fizikasini tushunish yanada yo'naltirilgan va
zamonaviy tadqiqotlarda to'liq foydalanish.
Qattiq jismlarning ion püskürtülmesinde Klaster emissiyasi
intensiv tadqiqotlar ob'ekti. Birinchidan, bunday ishlar tegishli
28
ion purkagichining jarayonlar haqida fundamental bilim olish uchun, va
ikkinchidan, ko'p qirrali amaliy foydalanish istiqbollari
guruhlar. Klasterlar ilmiy uchun istiqbolli ob'ekt hisoblanadi
tadqiqotlar va shaxslar o'rtasida oraliq mavqega ega
yangi yondashuvlarni rivojlantirish uchun atomlar va kontsentratsiyali moddalar
moddiy fanlar, texnologiya (nanoscale materials, cluster beam deposition),
analitik usullarda (cluster SIMS).
Bugungi kunga qadar katta miqdordagi tajriba to'plandi
zaryadli va neytral klasterlarning emissiyasi natijalari [56; C.97, 57;
c.27, 58; c.86, 59; c.531-538, 60; c.219, 61; c.47, 62; c.133, 63; c.261, 64; c.31,
65; c.337, 66; c.581-589, 67; c.161, 68; c.541]. Ularning aksariyati
ma'lumotlar bir nechta kevlarning energiyasi bilan atom ionlari tomonidan olinadi
chiqish jarayoni rejimda sodir bo'lganda metallarni bombardimon qilish
moddada zarrachalarning yadroviy inhibatsiyasi. Bir nechta taklif qilingan
eksperimental natijalarni tushuntirish uchun analitik modellar
ko'p atomli klasterlar shaklida metallning püskürtülmesi [69; C. 26, 70; C. 31, 71; C.
127-136, 72; c. 59-66]. Bundan tashqari, molekulyar usuli yordamida
dinamiklar, ionli atomizatsiya jarayonining kompyuter hisob-kitoblari amalga oshirildi
qattiq jismlar, shu jumladan klasterlar shaklida. Ammo, mavjud
taqdimotlar olingan barcha to'plamlarni to'liq ta'riflay olmaydi
natijalar. Mavjud modellar ko'pincha o'zaro qarama-qarshidir va
faqat eksperimental kuzatiladigan narsalarni ta'riflashga qodir
qonunlar. Ayni paytda, hatto asosiy javob yo'q
savol, ma'lum bo'lgan püskürtme mexanizmlaridan qaysi biri (to'g'ridan-to'g'ri taqillatish,
lineer kaskadlar, issiqlik tepalari) emissiyaga asosiy hissa qo'shadi
guruhlar. Shunday qilib, ko'p atomli klasterlarni püskürtme mexanizmi
hozirgi kunga qadar, birinchi navbatda, uni ishlab chiqish uchun nihoyat o'rnatilmagan,
keyinchalik eksperimental tadqiqotlar talab qilinadi.
Klasterlarni shakllantirish qonunlari haqida muhim ma'lumotlar
bomba zarralari sifatida foydalanish mumkin
29
poliatomik ionlar. Poliatomik portlashning asosiy xususiyati
ionlar bombardimon zarrachalarning har bir atomidir
tashkil etilgan to'qnashuvlarning kaskad maydoni bilan o'zaro ta'sir qiladi
oldingi atom, 10 vaqt davomida
-15
sek. Bu degani
bomba zarrachalarining keyingi atomlari quyidagicha ko'rib chiqilishi mumkin
prob, uning gevşemesine qadar er osti hududi bilan o'zaro ta'sir qiladi
salınımlı va elektron ajitasyon. Kaskadlarni bir-biriga bog'lab turish
asosiy ionning har bir atomi tomonidan ishlab chiqilgan to'qnashuvlar
zonada chiziqli bo'lmagan kaskadlarni (yoki yuqori zichlikli kaskadlarni) rivojlantirish
qaysi barcha atomlar harakatda. Bunga ishonish uchun sabablar bor
bu kaskadning superpozitsiyasidan kelib chiqqan bunday kaskadlarning rivojlanishi
tez qaytariladigan atom va asosiy ionning kaskadi, ulardan biri
og'ir bombardimon paytida klasterlar shaklida püskürtülmesinin asosiy sabablari
atom ionlari. Og'ir foydalanish bilan birinchi tajribalar
poliatomik bombardimon ionlari tubdan olish imkonini berdi
yangi natijalar, shu jumladan, anormal ta'sirni aniqlashga olib keldi
ko'p atomli metallarni yuqori darajada ajratmaslik
Klaster ionlari yangi usul sifatida Klaster ionlari bilan bombardimon
zaryadlangan zarralar bilan qattiq jism yuzasiga ta'sir qilish.
Klasterlarning ta'siri bir qator xususiyatlar bilan tavsiflanadi, asosan
atom ionlari uchun o'xshashlardan farq qiladi. Ulardan ba'zilari,
chiqish stavkalari, penetratsiya va chiqish chuqurligi kabi
zarrachalar ta'sir qiluvchi zarralarning o'zaro joylashuvi bilan bog'liq
va ularning o'ziga xos energiyasi. [73; C. 379-385, 74; C. 1-7, 75; p.23, 76; C.257-262].
Katta püskürtülmüş kümelenme ionlari chiqishi ko'rsatilgan
atomdan poliatomaga o'tishda yuzlab va minglab marta
atom ionlarining chiqishi ortishi bilan bombardimon qilinmaydi
bir necha marta oshib ketdi. Ko'rsatilgan jismoniy sabablar
bu ta'sir g'ayritabiiy darajada yuqori bo'lmagan nonadditivlarga bog'liq bo'lishi mumkin
ko'p atomli neytral klasterlarni va xususiyatlarni buzadigan amallar
30
jarayonlarda atomizatsiyalangan zarrachalarning zaryad tarkibini shakllantirish
poliatomik ionlar bilan metallarni bombardimon qilish. Ayniqsa, ta'kidlash kerak
biz yaqinda qabul qilingan emissiya kuzatuvi bo'yicha kashshof natijalar
Klaster bombardimonida quasitepl energiyasiga ega atomik ionlar,
qaysi birinchi issiqlik rejimida mavjudligi to'g'ridan-to'g'ri dalil beradi
o'tish: saytda harakatlanish, qidiruv
77]. Biroq, tajribalar faqat amalga oshiriladi
og'ir foydalanish bilan metall maqsadlar cheklangan doira
au ionlarining klasterli bombardimon qilinishi
m
-
cheklangan diapazonda
kinetik energiya. Shu munosabat bilan, tabiiy ravishda, savol tug'iladi
maqsad metallining turli jismoniy xususiyatlari, shuningdek
jarayonga massa, energiya va bombardimon poliatomik ionlarning turi
kümelenmeye va issiqlik cho'qqilarini shakllantirish uchun unadditif püskürtme.
WIMS mexanizmlarni tahlil qilishda keng e'tirof etilgan bo'lsa-da,
asosiy ionlar va keyingi energiya hissasini boshqaradigan
qattiq tanadagi gevşeme mexanizmlari hali to'liq tushunilmagan.
Ushbu jarayonlarni yanada aniqroq qilish uchun Xiroaka va boshqalar [78; C. 1016]
8 K s da Silikon ustida nozik ar, Kr va Xe filmlarini bombardimon qildi
He asosiy ionlari
+
kichik energiyaga ega bo'lgan 400 ev energiyasi
kino atomlariga zarba. Natijada, eroziya tezligi asosan bog'liq
elektron energiyani saqlash va uni efirga uzatish energiyasiga joylashtirish
ikkinchi ion. Ko'p atomli Klaster ionlari (Ar
n
+
. n = 1-4) topildi
faqat ar holatida. Ularning intensivligi ortdi
qatlamning qalinligi n qiymatiga qarab taxminan 100-200 monosloga teng.
Filmlardan Klaster ionlari paydo bo'lishi yoki yo'qligi
Noble gazlar qisman samaradorlikdagi farq bilan izohlanadi
zarba He o'rtasidagi elastik to'qnashuvlar tufayli zarba uzatish
+
va
namuna atomlari. Bundan tashqari, elektron diffuziya uzunligini kamaytirish
atomik raqamning o'sishi bilan qo'zg'alishlar (ya'ni, teshiklar va eksitonlar) ,
substratda elektron ogohlantirishlarni annigulyatsiya qilish bilan cheklangan
ideal yuvish vazifasini bajaradigan silikon. Natijada
31
elektron qo'zg'alishni o'zgartirish va atomlarning izchil harakati
namunalar kr va Xe ga qaraganda ar uchun juda muhim edi. Foydalanish
ionlarning kirishiga imkon beruvchi qatlamning maksimal qalinligi
aniqlash substrat, asosiy ion he kirib chuqurligi
+
ar, Kr va Xe filmlari uchun 25, 30 va 50 monosollarda baholanadi.
Keyingi ishda N muzlatilgan filmlar
2
va u
2
, zichlik
ikkilamchi n signallari
n
+
va Oh
m
+
(n

4, m

10) o'sish bilan ortdi
kino qalinligi taxminan 20 va 400 monosloga teng [79;
c.6252]. Teshik va elektronlar tarqalishida O uzoq masofaga
2
nima uchun
N
2
kuzatilgan ma'lumotlarni tushuntirib berdi. Ikkilamchi ionlarning shakllanishi
Ar va N dan tashkil topgan ikki komponentli filmlar
2
, O
2
yoki turli xil Xe
o'zaro munosabatlar kooperativ ta'sirlarning paydo bo'lishini aks ettiradi
filmning tarkibiy qismlari [80; C. 173]. Xususan, 5% arni matritsaga kiritish
Xe ar ionlarining chiqishini oshirdi
+
Xe o'rtasidagi zaryadni uzatish orqali
2+
va ar y
sirt. Boshqa tomondan, zichlikdagi bir vaqtning o'zida o'sish
Xe signallari
+
va Ar
+
ar matritsasiga Xe qo'shilganda, tushuntirildi
eroziyaning kuchayishi, bu teshik va eksitonlarni olib tashlashga olib keldi
atom Xe. N uchun ko'rilgan maksimal chiqish
n
+
(n = 1-3) ikkinchi darajali
ar – n aralashmasi uchun ionlar
2
(1: 1) qisqa bilan bog'liq bo'lishi mumkin
elektron qo'zg'aluvchanlikning tarqalish uzunligi, tezlikni oshirish
eroziya. Aksincha, chiqish O
n
+
(n

2) kamida 20 dan 80% ga o'tdi
2
Arda
O molekulalari tomonidan teshiklar va elektronlar samarali tarzda qo'lga olinishi natijasida
2
.
Odatda keV nurlari ta'siri ostida ikki zaryadli ionlarning emissiyasi
bilan bog'langan
bilan
ohe-parchalanish
qiziqarli
atom
bilan
nisbatan
uzoq muddatli skelet ishlari. Ushbu kontseptsiya quyidagilarni o'z ichiga oladi
ta'sir chegarasining mavjudligi energiya hosil qilish uchun etarli
kaskadlarda to'qnashuvlar. Ish [81; C.447] Lorinchik va Sloubek [emas
asosiy ionlarning energiyasida Ca emissiya chegarasi aniqlandi
2+
, Ce
2+
, Eu
2+
va La
2+
yagona kristalli CAFdan
2
, CaCeF
2
, CeF
3
va LaF da Evropa Ittifoqi tomonidan legirlangan
3
qachon
asosiy ar ionlari bilan püskürtülür
+
o'tish: saytda harakatlanish, qidiruv Va muntazam xato
32
al signalining intensivligini o'lchash orqali chiqarib tashlandi
2+
: Al
+
uchun
bombardimon qilingan va kislorodsiz alyuminiy. Ta'lim
bir va ikkita zaryadli CA, idoralar, Evropa Ittifoqi va La ionlarining sifati bilan bog'liq
elektron tunnel mexanizmlari qisman sabab
dastlab ishlab chiqarilgan ionlarning neytrallashuvi yanada yuqori
zaryadlash shartlari.
Asosiy ion nurining turli burchaklaridan foydalanish
Matsunaga va boshqalarga ruxsat berildi.
InP dan s, Ge va Si ikkilamchi ionlarining funktsiyasi sifatida salbiy chiqishi
sirt zichligi Cs
+
. Cs konsentratsiyasi chuqurlikda taqsimlash
Monte-Karlo usuli bilan baholandi, yuzaki
Cs zichligi
+
ekstrapolyatsiyadan eksperimental ravishda olingan
o'lchanadi Cs
+
O yordamida chuqurlikdagi profillar
2
+
Ko'mir uchun 500 ev
0 tushadi
haqida
asosiy ionlar. Chiqish C
2
, Ge
2
va Si
2
deyarli o'zgargan
sirt zichligi Cs bilan kvadrat. Bu, o'z navbatida, deyarli edi
teskari chiqish chiqish bilan mutanosib. Kichikroq elementlar
ion chiqishi Cs sirt ustida yuqori qaramligini ko'rsatdi
zichligi. Ko'p atomli shamlardan foydalanish (projectile)
VIMSDA eng ommabop va istiqbolli, ammo ishtirok etmoqda
jismoniy jarayonlar aslida tushunilishi kerak. Medvedev va boshq.
[83; C. 349] doğrusal bo'lmagan molekulyar-dinamik (MD) hisob-kitoblarni amalga oshirdi
si (100) - (2x1) sirtlari bo'lgan paytda akışkanlığın ortishi
Klaster ionlari bilan bombardimon qilingan Al
n
va Au
n
(n = 1, 2) kuzda burchak ostida
0 dan 45°gacha. Ion nurining energiyasi doimiy darajada saqlanib qoldi
Atom uchun 1,5 keV. Kabi potentsial energiya mavjud xususiyatlaridan foydalanish
hisob-kitoblar shuni ko'rsatdiki, ikkilamchi ionlarning to'liq chiqishi, shuningdek
ko'p atomli Klaster chiqishi burchakning oshishi bilan ortadi
40-ga tushadi
haqida
barcha to'plamlar uchun. Maksimal chiqish o'sishi bo'ldi
Au to'plami uchun taxmin qilingan
2
, 45 ° burchak ostida bombardimon. Heinrich va Vucher
[84; C. 781] Ag bombardimonida Ag ning o'z-o'zini tarqatilishini o'rganib chiqdi
m
+
energiya bilan
33
21 keV (m = 1-3) dan lazer ablasyonda hosil bo'lgan asosiy ionlar
kumush tayoq. Ag
m
+
ray kumush sirtga qaratilgan va
lazer postionization tarkibi hosil o'rganish uchun ishlatilgan
Ish [85; C.144106] oltin chiqish chiqish purkash o'rganildi va
Au klasterlari tomonidan bombardimon qilingan kumush maqsadlar