Метод регистрации спектров вторичных электронов и экспериментальные исследования электронной структуры атомов стали Х17АГ18 и металлокерамики ZrC

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Проведен обзор использования электронной спектроскопии для исследования физико-химических свойств твердых тел. Отмечено, что основным источником информации об электронных состояниях атомов являются энергетическое распределение электронов, возбужденных ионами, рентгеновскими квантами, лазерными пучками. В работе кратко рассмотрены проблемы, существующие при регистрации спектров вторичных электронов, полученных при возбуждении поверхности образцов электронами средних (1–20 кэВ) энергий, и способы решения этих проблем с целью повышения информативности и точности результатов исследований. Предложен метод регистрации спектров вторичных электронов, в интегральном виде, при использовании оже-спектрометра, который позволяет повысить энергетическое разрешение метода. Возможности метода продемонстрированы на примере экспериментальных исследований карбида циркония и стали Х17АГ18.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И. А. Шулепов

Институт физики прочности и материаловедения СО РАН

Email: larisa.b.botaeva@tusur.ru
Россия, Томск

Е. С. Мировая

Институт физики прочности и материаловедения СО РАН

Email: larisa.b.botaeva@tusur.ru
Россия, Томск

А. А. Нейман

Институт физики прочности и материаловедения СО РАН

Email: larisa.b.botaeva@tusur.ru
Россия, Томск

С. П. Буякова

Институт физики прочности и материаловедения СО РАН

Email: larisa.b.botaeva@tusur.ru
Россия, Томск

Л. Б. Ботаева

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Автор, ответственный за переписку.
Email: larisa.b.botaeva@tusur.ru
Россия, Томск

Список литературы

  1. Василевский А.С. Физика твердого тела. М.: Дрофа, 2010. 206 с.
  2. Панин В.Е., Сурикова Н.С., Смирнова А.С., Почивалов Ю.И. // Физическая мезомеханика. 2018. Т. 21. № 3. С. 12. https://www.doi.org/10.24411/1683-805X-2018-13002
  3. Кулькова С.Е., Валуйский Д.В., Смолин И.Ю. // Физика твердого тела. 2001. Т. 43. Вып. 4. С. 706.
  4. Mikhaylushkin A.S., Isaev E.I., Vekilov Yu.Kh., Simak S.I. // Physics of the solid state. 2003. V. 45 (12). P. 2213. https://www.doi.org/10.1134/1.1635487
  5. Лопатина О.В. Атомная и электронная структура систем Zr–He и Zr–He–H: первопринципные исследования: Дис. канд. физ.-мат. наук: 01.04.07. Томск: ТПУ, 2013. 115 с.
  6. Сеньковский Б.В., Усачев Д.Ю., Федоров А.В., Шеляков А.В., Адамчук В.К. // Физика твердого тела. 2012. Т. 54. Вып. 8. С. 1441.
  7. Сеньковский Б. В. Электронная энергетическая структура сплавов Ti–Ni и TiNi–Cu: Дис. канд. физ.-мат. наук: 01.04.07. Санкт-Петербург: СПбГУ, 2013. 125 с.
  8. Soldatov A.V., Kravtsova A.N., Fleet M.E., Harmer S.L. // J. Phys.: Condensed Matter. 2004. V. 16. № 41. P. 7545. https://www.doi.org/10.1088/0953-8984/16/41/031
  9. Шабанова И.Н., Теребова Н.С., Кормилец В.И. // Физика твердого тела. 2000. Т. 42. Вып. 7. С. 1161.
  10. Гаврилюк В.Г. // Известия РАН. Серия физическая. 2005. Т. 69. № 10. С. 1470.
  11. Simka W., Krzakała A., Kuna K., Korotin D.M., Kurmaev E.Z., Zhidkov I.S., Cholakh S.O., Dercz G., Michalska J., Suchanek K., Gorewoda T. // Electrochimica Acta. 2013. V. 96. P. 180. https://www.doi.org/10.1016/j.electacta.2013.02.102
  12. Ткаченко В.Г., Зауличный Я.В., Кондрашев А.И., Малка А.Н., Абрамов А.А. // Вісник Українського матеріалознавчого товариства. 2012. № 1(5). С. 72.
  13. Seah M.P. // J. Electron Spectroscopy and Related Phenomena. 1999. V. 100. Iss. 1–3. P. 55.
  14. Загоренко А.И., Запорожченко В.И. Изучение точности измерения интенсивности в электронной оже-спектроскопии. // Тезисы докладов VII Всесоюзного симпозиума по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования твердых тел, Звенигород. 1991. С. 107.
  15. Загоренко А.И., Запорожченко В.И., Бородянский С.Э., Абашкин Ю.Г. // Поверхность. 1991. № 3. С. 93.
  16. Применение электронной спектроскопии для анализа поверхности. Пер. с англ. / Ред. Шварц К.К. Рига: Знание, 1980. 315 с.
  17. Михайлов Г.М., Бородько Ю.Г. // Поверхность. 1982. № 2. С. 85.
  18. Бриггс Д., Сих Н.П. Анализ поверхности методами оже- и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. М.: Мир, 1987. 598 с.
  19. Захватова М.В., Гильмутдинов Ф.3., Сурнин Д.В. // Физика металлов и металловедение. 2007. Т. 104, № 2. С. 166.
  20. Наркевич Н.А., Гальченко Н.К., Миронов Ю.П. // Физическая мезомеханика. 2004. № 6. С. 79.
  21. Программа моделирования и вычитания фона AAnalyzer. Электронный ресурс http://rdataa.com/aanalyzer/aanaManual-BO.htm.
  22. Citrin P.H. // Phys. Rev. Lett. 1973. V. 31. № 19. P. 1164.
  23. Yin L.I., Tsang T., Coyle G.J., Yin W., Adler I. // J. Vacuum Sci. Technol. 1983. V. 1. Iss. 2. P. 1000. https://www.doi.org/10.1116/1.572323
  24. Гребенников В.И., Кузнецовa Т.В. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2020. № 5. С. 68.
  25. Фелдман Л., Майер Д. Основы анализа поверхности и тонких пленок. Пер. с англ. М.: Мир, 1989.
  26. Laurence E. Davis, Noel C. MacDonald, Paul W. Palmberg, Gerald E. Riach, Roland E. Weber. Handbook of Auger Electron Spectroscopy. Physical Electronics. 1976. Р. 253.
  27. Шульга Ю.М., Рубцов В.И., Бородько Ю.Г. // Поверхность. 1987. № 8. С. 43-50.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Трехмерное схематическое изображение анализатора (а) и функциональная схема спектрометра и процесса регистрации вторичных электронов (б): 1 — внешний цилиндр; 2 — внутренний цилиндр; 3 — источник электронов; 4 — электронный пучок; 5, 6 — входящее и выходящее окна; 7 — облако вторичных электронов; 8 — вторично-электронный умножитель; 9 — исследуемый образец; 10 — разделительный трансформатор; 11 — предварительный усилитель; 12 — система регистрации электронного спектра в интегральном виде N(E); 13 — блок формирования модулированного потенциала развертки; 14 — система регистрации электронного спектра в дифференциальном виде dN(E)/dE.

Скачать (29KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Оже-спектры стали Х17ФГ18, полученные с помощью оже-микрозонда JAMP-9510F после травления ионами Ar+ с энергией 3 кэВ в течение 270 с, в виде dN(E)/dE (а) и N(E) (б), с указанием элементов, которым соответствуют пики.

Скачать (32KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Оже-спектры стали Х17ФГ18 в виде dN(E)/dE, полученные с помощью оже-спектрометра “09-ИОС-10” (1) и оже-микрозонда JAMP-9510F (2), с указанием элементов и энергии, которым соответствуют пики.

Скачать (19KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Оже-спектры стали Х17ФГ18 в виде N(E), полученные с помощью оже-спектрометра “09-ИОС-10” (1) и оже-микрозонда JAMP-9510F (2), с указанием элементов и энергии, которым соответствуют пики.

Скачать (20KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Спектры N(Е) вторичных и оже-электронов стали Х17ФГ18 (1); а-фазы Fe (2); Cr (3); Mn (4) с указанием элементов и энергии, которым соответствуют пики.

Скачать (136KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Оже-спектры: a) – в форме N(E) от Zr (1) и ZrC (2); б), оже-спектры KVV-перехода углерода в ZrC (1), графите (2), Zr (3). На вставке представленные данные из [27]: экспериментальный оже-спектр ZrC (1), самосвертка фотоэлектронного спектра валентной полосы и экспериментального оже-спектра (2), самосвертка экспериментального оже-спектра с совмещенной по пику полной плотности занятых состояний (3).

Скачать (35KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024