5. Аппаратура для рфс. Вакуумная система и требования высокого вакуума для измерения методом рфс.
Вакуумная система спектрометра должна отвечать 2 требованиям. Во-первых, она должна создавать и поддерживать в камере образца и анализаторе такое давление, при котором средняя длина свободного пробега фотоэлектронов была бы намного больше внутренних размеров спектрометра. Во-вторых, она должна понижать парциальное давление активных газов до уровня, при котором они не загрязняли бы поверхность образца и не мешали бы исследованиям. Таким образом, основными техническими требованиями при проектировании вакуумной системы являются состав остаточных газов и предельное давление.
6. Источники рентгеновского излучения. Способы монохроматизации рентгеновского излучения.
Рентгеновский источник состоит из катода прямого накала и анода. Электронная бомбардировка анода вызывает эмиссию рентгеновских лучей со сплошным спектром (тормозное излучение) и характеристическим излучением. Для отделения тормозного излучения между трубкой и образцом ставят фильтры - тонкие фольги (обычно из 0салюминия толщиной (2 мкм).
В фотоэлектронных спектрометрах обычно используется характеристическое излучение магниевого или алюминиевого анода. Энергии К-линий этих металлов равны 1253,6 эВ и 1486,6 эВ и имеют полуширины (ширина линии на половине ее высоты) 0,7 эВ и 0,85 эВ соответственно.
Для улучшения разрешающей способности прибора (разрешение прибора характеризуют полушириной пика) повышают монохроматичность источника возбуждения. Наиболее эффективный способ монохроматизации - применение дифракции рентгеновских лучей в кристалле. В рентгеновском монохроматоре используется свойство изогнутого по сфере кристалла отклонять (в результате дифракции) и фокусировать излучение определенной длины волны.
7. Аппаратура для рфс. Полусферический анализатор электронов (пса). (Устройство, принцип работы и энергетическое разрешение.)
Энергоанализаторы необходимы для того, чтобы измерять число фотоэлектронов в зависимости от их энергии. Анализатор может быть либо магнитным, либо электростатическим, но в обоих случаях для его работы необходимы определённые условия. Он должен находится в вакуумной камере, которая для уменьшения рассеяния электронов на молекулах остаточных газов откачивается до давления 10-5 мм. рт. ст. и ниже. Т.к. на траекторию полёта влияют магнитные поля (в том числе и Земли), следует устранять эти поля внутри анализатора
В спектрометрах используют два типа анализаторов: полусферический электростатический анализатор и отклоняющее цилиндрическое зеркало.
Установка РНI-5500 снабжена полусферическим анализатором (рис.). Такой анализатор аналогичен оптической системе с призмой и линзой. Электроны с разной кинетической энергией разделяются при прохождении через область электрического поля.
Электроны с одинаковой энергией, входящие в анализатор под разными углами, фокусируются на выходную щель. Спектры фотоэлектронов регистрируют, изменяя напряжение на полусферических электродах анализатора таким образом, чтобы через выходную щель на приемник последовательно проходили электроны с разной энергией (режим Е/Е = const).
Возможен и другой способ: на анализатор подают постоянное напряжение, а изменяют тормозящее поле на входе анализатора. Фотоэлектроны замедляются в этом поле, и в приемник попадают только электроны со скоростями, соответствующими напряжению на секторах анализатора, т.е. их энергия должна быть равна энергии пропускания анализатора (раss energy) (режим Е=const). В этом случае постоянна ширина пиков и больше чувствительность в области малых значений кинетической энергии. В установке РНI-5500 используется второй способ регистрации фотоэлектронов.