Лекция 1

Раздел 1. Классификация методов исследования поверхности и приповерхностных слоев твердых тел. Методы электронной спектроскопии. Электронная оже-спектроскопия (ЭОС). Дифракция медленных электронов (ДМЭ) Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФС).

1.1.1

• Актуальность спектроскопических исследований твердых тел в настоящее время.

• Методы, относящиеся к классу спектроскопических.

• Условное деление методов на группы по их возможностям.

• Параметры классификации и сравнительные характеристики экспериментальных методов исследования поверхности и приповерхностных слоев твердых тел.

• Примеры классификации методов.

1.1.2.

• Обоснование выбора экспериментальных методик спектроскопического анализа твердых тел.

• Разрушающие и неразрушающие методы анализа.

• Используемые типы зондирующих воздействий и их влияние на поверхности и приповерхностные слои твердых тел.

• Обоснование использования высокого и сверхвысокого вакуума.

• Вакуумные насосы и системы спектрометров.

Развитие современной микро- и наноэлектроники характеризуется все большим повышением степени интеграции и функциональной сложности микросхем, дальнейшим ростом числа элементов на одном кристалле, уменьшением характерных размеров элементов. В связи с этим возросла роль поверхности твердых тел. Еще на начальном этапе становления науки о поверхности было ясно, что для достижения правильного и полного понимания задач и проблем следует изучать поверхность путем использования набора взаимно дополняющих методов. Поэтому в последние годы возросла необходимость подготовки грамотных и высокообразованных профессионалов, умеющих анализировать поставленные задачи, выбирать метод и разрабатывать методику решения частной проблемы, обсуждать и дополнять результаты исследований.

Дальнейший прогресс твердотельной электроники, материаловедения, развитие новых технологий, в том числе нанотехнологий, в значительной степени определяется состоянием диагностических методов и средств. Экспериментальные и компьютерные исследования, проводимые с помощью спектроскопических методов и методик анализа получаемой информации, позволяют получить сильную современную аналитическую базу для создания новых материалов и приборных структур, направлены на разработку физических основ новых нанотехнологий.

Спектроскопия – это раздел физики и аналитической химии, изучающий взаимодействие между веществом и различного типа воздействием на него и применяющий полученные результаты для решения различных прикладных задач. Методология измерений в спектроскопии базируется на получении зависимости некоторой величины (чаще, интенсивности) от параметра, характеризующего взаимодействие или отклик на воздействие, называемой спектром. Для решения поставленных задач необходимо тщательно изучить физические основы и принципы, достоинства и ограничения присущие современным спектроскопическим методам.

С помощью спектроскопических методов получают сведения об элементном, химическом и молекулярном составе, структурном совершенстве, некоторых структурных и энергетических характеристиках поверхности, поверхностных слоев, межфазных границ и наноструктур, кинетики поверхностных реакций, механизмах катализа, адсорбции и десорбции, эпитаксиального роста пленок, некоторых параметрах и свойствах материалов и структур, позволяющие сертифицировать их. Давая информацию о типе атомов и молекул, входящих в состав изучаемого объекта, спектроскопические методы, не дают ответа на вопрос о пространственном расположении атомов.