Способ калибровки энергетической шкалы энергомасс- анализатора вторичных ионов

 

Изобретение относится к исследованию материалов при помощи вторичной ионной эмиссии и может быть использовано для изучения физико-химических процессов на поверхности и в объеме твердых тел. Целью изобретения является ускорение процесса калибровки и повышение точности.Способ основан на том, что вторичные ионы инертного газа имеют пик энергетического распределения в области тепловых энергий. При этом вместо установки на место мишени специального источника термоионов достаточ- ho перестроить ijjacc-анализатор на массу, соответствующую иону инертного газа, и затем произвести калибровку энергетической шкалы. В процессе калибровки предлагаемым способом не изменяются экспериментальные условия , в которых находится мишень, что существенно для экспериментов, проводимых в режиме динамической энергомассспектрометрии вторичных ионов. 1 ил. $ (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3870991/24-21 (22) 22.03.85 (46) 23.02.87. Бюл. Ф 7 (71) Харьковский государственный университет им. А.М. Горького (72) В.А. Литвинов, Б.М. Физгеер и А.Г. Коваль (53) 621.384 (088.8) (56) Hart R.G., Cooper С.В. Energies

of Cu< ions sputtered from Cu by very low energy (50 еч E 1 kev)

inert gas ions. — Surface Science.

1980, ч. 94, р. 105.

Tanabe Т. Imoto S. Energy апа1уsis of secondary ions ejected from

nutals by D or He ion bombardment.—

Technol Ref.-ts Osaka Univ. 1981, ч. 31, р. 239. (54) СПОСОБ КАЛИБРОВКИ ЭНЕРГЕТИЧЕС КОЙ ШКАЛЫ ЭНЕРГОМАСС-АНАЛИЗАТОРА

ВТОРИЧНЫХ ИОНОВ (57) Изобретение относится к исследованию материалов при помощи вто(51)4 Н 01 J 49/26 С 01 И 27/62 ричной ионной эмиссии и может быть использовано для изучения физико-химических процессов на поверхности и в объеме твердых тел. Целью изобретения является ускорение процесса калибровки и повышение точности.Способ основан на том, что вторичные ионы инертного газа имеют пик энергетического распределения в области тепловых энергий. При этом вместо установки на место мишени специального источника термоионов достаточho перестроить масс-анализатор на массу, соответствующую иону инертного газа, и затем произвести калибровку энергетической шкалы. В процессе В калибровки предлагаемым способом не изменяются экспериментальные условия, в которых находится мишень, С что существенно для экспериментов, Ф проводимых в режиме динамической энергомассспектрометрии вторичных ионов. 1 ил.

1292071

Изобретение относится к исследованиям материалов при помощи вторичной,ионной эмиссии и может быть использовано для изучения физико-химических процессов на поверхности и в объеме твердых тел.

Целью изобретения является ускорение процесса калибровки и повышение точности.

Вторичные ионы инертного газа,независимо от вида мишени и экспериментальных условий, имеют пик инергетического распределения в области тепловых энергий. Следовательно, вместо установки на место мишени специального источника термоионов достаточно перестроить масс-анализатор на массу, соответствующую иону инертного газа и затем, произвести калибровку энергетической шкалы. В процессе калибровки предлагаемым способом не изменяются экспериментальные условия, в которых находится мишень, что весьма существенно для экспериментов, проводимых в ре1жиме динамической энергомассспектрометрии Вторичных ионов (например, послойный анализ).

В ходе изучения энергетических спектров вторичных ионов, выбитых с поверхности различных материалов, таких, например, как ванадий, ниобий, железо, медь, алюминий, никель, арсенид галлия, замечено, что максимум энергетического распределения вторичных ионов инертного газа наблюдается при той же энергии, что и для термоионов щелочных металлов, причем такое совпадение наблюдалось при различных температурах мишени и при различных парциальных давлениях химически активных газов в камере мишени (т.е. при различном физико-химическом состоянии поверхности).

На чертеже приведены пронормированные по максимуму интенсивности энергетические спектрометры некоторых вторичных ионов, выбитых с поверхности различных материалов, и энергетический спектр термоионов калия.

Энергетические спектры ионов К

+ эмитируемых при нагревании различных.мишеней, и вторичных ионов Ar+, выбитых из этих мишений, практически совпадают, хотя и не полностью идентичны (спектр.. термоинов симметричен относительно положения макс, спектр вторичных ионов аргона имеет

"хвост" в область больших энергий, что указывает на более сложный механизм образования вторичных ионов

5 инертного газа по сравнению с термоионами). Однако положение макс на энергетической шкале совпадает для термоионов и вторичных ионов инертного газа.

Способ осуществляется следующим образом.

Вторичные ионы инертного газа,используемого для бомбардировки мишени, с помощью калибровочного источника напряжения ускоряются до фиксированных энергий, для каждого значения ускоряющего напряжения измеряют энергетические спектры вторичных ионов инертного газа и затем устанавливают соответствие между энергетической шкалой и заданной энергией, .которая соответствует максимуму измеряемого энергетического распределения.

Пример. Мишень из поликристаллической меди облучают первичными ионами аргона. Масс-анализатор настраивают на массу, соответствующую однозарядному иону аргона. На мишень с калибровочного источника подают фиксированный потенциал при неизменных потенциалах на электродах линзы вторичных ионов, таким образом, вторичным ионом, выбитым с поверхЗ5 ности мишени, задаются фиксированные энергии. Изменением потенциала на отклоняющей пластине энергоанализатора настраивают на энергию прохождения, соответствующую максимуму энергетического спектра вторичных ионов аргона. Поскольку собственная энергия вторичных ионов близка к нулю, то потенциал в отклоняющей пластине энергоанализатора ставится в соответствие задаваемой энергии.

Таким образом, при дальнейшей работе энергию любых вторичных ионов достаточно точно можно определить,. зная потенциал на отклоняющей плас50 тине энергоанализатора. Шаг, с которым производится калибровка энергетической шкалы, зависит от диапазона исследуемых энергий. Если исследуется часть энергетического спектра в

55 диапазоне 10-.20 эВ, то шаг может равняться 1 эВ, если диапазон составляет несколько сот электронвольт, то шаг может быть равен 10-20 эВ.

1292071

Формула изобретения ю,Я

Составитель Н. Катинова

Редактор О. Головач Техред Л.Сердюкова, Корректор М. Самборская

Заказ 278/52

Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная,4

Способ калибровки энергетической шкалы энергомасс-анализатора вторичных ионов, заключающийся в измерении энергетических спектров ионов, имеющих энергии, близкие к тепловым, и предварительно ускоренных с помощью калибровочного, источника напряжения до фиксированных энергий, и установлении соответствия между энергетической шкалой и положением максимумов энергетических спектров, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью ускорения процесса калибровки

М повышения точности, в качестве измеряемых ионов используют вторичные ионы инертного газа, используемого для бомбардировки . мише

f0 ни,