Электронно-ионная эмиссия - испускание ионов
поверхностью твёрдого тела при её облучении потоками электронов. Бомбардировка
электронами с энергией до неск. кэВ и плотностью тока электронов до 10-3
А/см2 не изменяет атомную структуру поверхности, следовательно, не
приводит к эмиссии атомов или ионов. Исключение составляют нек-рые диэлектрич.
и полупроводниковые соединения с поляризованной связью атомов. Однако и для
металлов энергии электронов достаточно для разрыва связей между поверхностными
атомами и частицами (атомами, молекулами), адсорбированными на поверхности (см.
Адсорбция ).Эксперим. определение кол-ва и состава частиц, десорбированных
с поверхности материала под воздействием медленных электронов (10-1000 эВ),
лежит в основе метода электронно-стимулированной десорбции ионов (ЭСДИ).
Кол-во и заряд частиц,
покидающих поверхность при ЭСДИ, зависят от энергии электронов, атомной и электронной
структуры поверхности, а также от свойств адсорбированных атомов и молекул.
Из-за большого различия масс электронов и ядер прямая передача энергии при их
упругих взаимодействиях не приводит к ЭСДИ. Осн. значение в процессах ЭСДИ имеют
электронные возбуждения, обусловленные неупругими взаимодействиями первичных
электронов и адсорбированных частиц. Переход адсорбированной частицы в возбуждённое
состояние не всегда приводит к ЭСДИ. Только при диссоциации молекулы нек-рые
из составляющих её частиц получают энергию, достаточную для ЭСДИ. Общее кол-во
десорбированных ионов определяется процессами нейтрализации отлетающего иона
вблизи поверхности.
Измерения ЭСДИ производят
масс-спектрометрич. методами с учётом энергий и направлений выхода ЭСДИ. Энергия
десорбируемых ионов содержит информацию об энергии связи, а направление выхода
- о направленности связей адсорбированных частиц с атомами поверхности.
Энергия десорбированных
ионов не превышает неск. эВ и измеряется с помощью энергоанализаторов. Для определения
направления выхода ЭСДИ энергоанализатор поворачивают относительно бомбардируемой
электронами по-верхности твёрдого тела. Определение кол-ва, массы, энергии и
направления выхода десорбированных ионов осуществляется в сверхвысоком вакууме,
т. к. сечение ионизации молекул остаточных газов электронным ударом значительно
превышает сечение ЭСДИ.
При энергии бомбардирующих электронов более 26 кэВ и плотности тока электронов более 20 А/см2 наблюдается испускание ионов материала поверхности нек-рых металлов, т. н. высоковольтная Э--и. э. В основе этого эффекта лежит радиац. смещение атомов металла на нек-рой глубине под поверхностью в зоне макс. поглощения энергии бомбардирующих электронов. При энергии электронов 26,1 кэВ и выше практически независимо от сорта металла зона распространяется на поверхность, что сопровождается эфф. образованием и эмиссией ионов материала поверхности со степенью ионизации, достигающей более 85- 90% экстрагируемого вещества поверхности металла. Высоковольтная электронно-ионная эмиссия используется для масс-спектрометрич. определения хим. состава сплавов и для изучения кинетики выделения примесей при плавлении металла (см. Масс-спектрометр).
В. T. Черепин.
|
|
 |
