21

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

«КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ»

Кафедра фізики металів

(повна назва кафедри, циклової комісії)

Реферат

з дисципліни Сучасні експериментальні методики фізичного матеріалознавства, НДРС

(назва дисципліни)

на тему: Метод рентгенівської фотоелектронної спектроскопії

Студента (ки) _____ курсу ______ групи

напряму підготовки__________________

спеціальності_______________________

__________________________________

(прізвище та ініціали)

Керівник ___________________________

____________________________________

(посада, вчене звання, науковий ступінь, прізвище та ініціали)

Національна оцінка ________________

Кількість балів: __________Оцінка: ECTS _____

Прийняв ________________ _________________________________________________

(підпис) (вчене звання, науковий ступінь, прізвище та ініціали)

Київ - 2015 рік

Зміст

Вступ…………………………………………………………………………3

1. Рентгенівська електронна спектроскопія……………………………….4

   1. Закони зовнішнього фотоефекту…………………………………….5

   2. Фізичні основи рентгенівської електронної спектроскопії………..5

   3. Основне рівняння фотоефекту для твердих тіл…………………….8

2. Експериментальні установки та матеріали ……………………………11

   1. Загальні принципи побудови спектрометрів……………………….11

   2. Надвисоковакуумний сканувальний зондовий мікроскоп

JSPM-4610…………………………………………………………….14

1. Зразки для досліджень……………………………………………….16

1. Отримані результати і обговорення…………………………………….18

Висновки………………………………………………………………….20

Перелік літературних посилань…………………………………………21

Вступ

Однією з головних проблем, що вирішуються фізичними методами, є ідентифікація і встановлення будови речовин. Інформація про речовину залежить від способу дії на нього в процесі експерименту. Відомо, що велика частина наших знань про будову речовини отримана за допомогою експериментів по розсіянню потоку фотонів, електронів і інших часток на досліджуваному зразку. Досить часто процес розсіяння можна представити таким чином: взаємодія частки, що падає з системою переводить останню в деякий збуджений стан, подальший розпад якого забезпечує появу за межами системи фотонів, електронів і молекулярних іонів (див. рис. 1).

Рисунок 1 – Схематичне зображення результатів взаємодії різних типів випромінювання з матеріалом.

Реєстрація спеціальною апаратурою продуктів розсіяння дає різного роду спектри досліджуваної системи. Якщо електрон вибитий з глибоко розташованого рівня, то вакансія, що виникла на його місці, заповнюється електроном, який переходить з менш пов’язаної з ядром оболонки, включаючи валентну. При такому переході може випускатися квант рентгенівського випромінення.

При описі електронної будови речовини можна виділити внутрішні (остовні) й зовнішні (валентні) електрони системи. Внутрішні електрони сильно пов’язані з ядром, тому потрібна значна енергія для видалення їх з атому. Зазвичай, ця енергія (її називають енергією зв’язку або енергією іонізації внутрішніх електронів атому) має досить значну величину. Енергія зв’язку зовнішніх (валентних) електронів системи значно меньша. В табл. 1 для прикладу наведено енергії зв’язку електронів для ряду атомів елементів.

Таблиця 1 – Енергія зв’язку електронів в атомах, еВ.

Структура валентних рівнів, яка характерна для окремої молекули, спостерігається й для комплексних сполук, а також для окремих груп атомів - кластерів. В твердих тілах, кристалах енергетичні рівні валентних електронів перетворюються в смуги дозволених енергій - зони. Зонний стан електрона в кристалах має ознаки, схожі зі станом в окремому атомі. Зони дозволених енергій тим вужчі, чим більш глибоко лежать вихідні атомні рівні.