Экспериментальные методы физики твердого тела, Фомин Д.В., 2017

Экспериментальные методы физики твердого тела, Фомин Д.В., 2017.

   Учебное пособие подготовлено для бакалавров и магистров инженерно-физических направлений подготовки высшего профессионального образования, изучающих дисциплины «Экспериментальные методы физики твердого тела» и «Теоретические и экспериментальные методы физики твердого тела». Будет интересно аспирантам и молодым ученым естественнонаучного блока.
Данное учебное пособие не претендует на энциклопедичность в рассматриваемой области знаний, поскольку в нем представлены экспериментальные методы физики твердого тела на основе приборной базы Амурского государственного университета. Тем нс менее, пособие охватывает большой спектр методов, построенных на использовании различных физических явлений таких, как вторичная электронная эмиссия, дифракция, квантовые эффекты, взаимодействия поверхности с твердотельными нанозондами.
В пособии достаточно подробно рассмотрены вопросы, касающиеся работы со сверхвысоковакуумными установками, имеются схемы in-situ экспериментов.




Приготовление атомарно-чистой поверхности.
Когда сверхвысоковакуумные условия обеспечены, можно приступать к экспериментам. Первое, что надо сделать, это приготовить чистую поверхность образца. Перед помещением внутрь СВВ камеры обратен обычно проходит несколько стадий очистки, таких как механическая полировка, химическое травление, кипячение в органических растворителях, полоскание в деионизованной воде и так далее. Однако все эти процедуры обеспечивают только предварительную очистку образца, так как финальная подготовка атомарно чистой поверхности (то есть такой поверхности, которая содержит посторонние примеси в количестве нескольких процентов монослоя и меньше) может быть проведена только внутри СВВ-камеры. В большинстве случаев необходимо, чтобы поверхность была хорошо упорядочена на атомарном уровне. К наиболее часто используемым методам (см. рис. 14) получения атомарно-чистой поверхности относят: скол; прогрев: химическую обработку; ионное распыление.

Рассмотрим подробнее каждый из этих методов. Например, скол применим к таким хрупким материалам как оксиды (например, ZnO, ТiO; SnO2). галоиды щелочных металлов (например, NaCI, КCI), элементарные полупровод-ники (Si и Gе) и сложные полупроводники (например, GaAs, InP, GaP). Типичное приспособление для скола включает в себя брусочек из материала образца с пропиленными зарубками и клин, управляемый извне камеры механически, электрически или с помощью магнита. Поверхности, получаемые сколом, естественно, чистые, а в случае сложных полупроводников чаще всего и стехиометрические. Следует, однако, упомянуть и некоторые недостатки метода. Во-первых. скол годится только для хрупких материалов. Во-вторых, сколотая поверхность неплоская и характеризуется высокой плотностью ступеней. Более того, плотность ступеней может сильно меняться для разных сколов, что отражается в случайном разбросе свойств получаемых сколом поверхностей.

Оглавление.
ВВЕДЕНИЕ.
Глава 1. Условия проведения экспериментов.
Техника сверхвысокого вакуума.
СВВ системы откачки.
Сверхвысоковакуумные камеры и фланцы.
Приготовление атомарно-чистой поверхности.
Эпитаксия.
Техника термического осаждения в вакууме.
Источники напыления.
Измерители толщины пленок.
Экспериментальные методы физики твердого тела.
Глава 2. Методы исследования, построенные на явлении вторичной электронной эмиссии.
Дифференциальный энергетический спектр вторичных электронов.
Оже-электронная спектроскопия.
Регистрация оже-элсктронов.
Глубина выхода оже-электронов.
Оже-анализ.
Анализаторы энергии электронов.
Энергоанализатор типа цилиндрическое зеркало.
Спектроскопия характеристических потерь энергии электронами.
Анализ с помощью СХПЭЭ.
Фотоэлектронная спектроскопия.
Экспериментальное оборудование ФЭС.
Анализ с помощью метода ФЭС.
Растровая электронная микроскопия.
Формирование электронного зонда.
Детекторы вторичных сигналов в РЭМ.
Взаимодействие электронного пучка с веществом.
Основные механизмы упругих и неупругих потерь энергии электронов в веществе.
Основные источники сигналов, используемых в РЭМ для формирования изображения.
Область взаимодействия электронов зонда с веществом.
Основные механизмы формирования изображения в РЭМ.
Методы обработки видеосигнала в РЭМ.
Глава 3. Методы исследования, построенные на явлении дифракции.
Дифракция медленных электронов.
Интерпретация картин ДМЭ.
Дифракция быстрых электронов.
Аппаратура ДБЭ.
ДБЭ анализ.
Дифракция рентгеновских лучей.
Структурный анализ с помощью РД.
Глава 4. Методы сканирующей зондовой микроскопии.
Сканирующая туннельная микроскопия.
Атомно-силовая микроскопия.
Электросиловая и магнитно-силовая микроскопии.
Аппаратура СЗМ.
Глава 5. Методы исследования, построенные на квантовых эффектах.
Электронный парамагнитный резонанс.
Квантовомеханическая интерпретация ЭПР.
Классическая интерпретация ЭПР.
Устройство ЭПР спектрометров.
Основные характеристики спектров ЭПР.
Спектрометры электронного парамагнитного резонанса.

Купить .





Теги: учебник по физике :: физика :: Фомин