Способ анализа атомной структуры поверхности

с ЕТЕЛЬСТВУ 1 АВТОРСКОМУ ики АН УСТрилецкий 1 опз о 1 1 оп вса 1- - Часццгп, ч. 31, п 111 а 11 че зцг 1 асе1 ою-епегду 1 оп р. 1. о 1 Арр.1249 в 12.А АТОМНОЙ Т к области анатела методом дленных ионов е точности анаСР ОО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГННТ СССР(54) СПОСОБ АНАЛИЗСТРУКТУРЫ ПОВЕРХНОС(57) Изобретение относитсялиза поверхности твердогоспектроскопии рассеяния м(СРМИ) . Цель - повышени Изобретение относится к анализу поверхности твердого тела методом спектроскопии, - янин 1.едле;н.х ионов (СРМИ).Цель изобретения - повышение точности анализа атомной структуры поверхности.Пример. Производят анализ поверхностей грани М, (111). Для этого используют предварительно измеренные значения критических углов скольжения а, (170)=49,0 и а, (80)=34,3 при бомбардировке поверхности Мо (,110) с хорошо известным межатомным расстоянием Ф, на поверхности в направлении (100), равным 3,1468 А ионами Аг+ с энергией 500 эВ.Помещают образец Мо (111) с неизвестной структурой поверхности в высоковакуумную камеру с возможностью вращения. Ориентируют образец и фиксируют угол рассеяния Е=170, поворотом образца выставляют угол скольжения а=О. Бомбардируют поверхность образца Мо пучком ионов Аг+ 2лиза атомной структуры поверхности. Измерение зависимостей интенсивности однократно упругорассеянных ионов от угла скольжения производят при двух фиксированных существенно отличающихся (не менее 20) углах рассеяния и вычисляют межатомное расстояние для поверхности анализируемого образца по формуле Н,=сяпа,(Е) -- япа(Е)/(з 1 па(Е) - япа(Е)1, где й Н, - межатомные расстояния для поверхности анализируемого и эталонного образцов соответственно; а,(Е 1) и а(Е) - критические углы скольжения, соответствующие поверхности анализируемого образца при фиксированных углах рассеяния Е и Ег, а,(Е 1) и а(Е 2) - табулированные значения критических углов скольжения, соответствующие поверхности эталонного образца при фиксированных углах рассеяния Е иЕ с энергией 500 эВ при токе 4;к,ОА. Регистрируют интенсивность однократно упругорассеянных ионов Аг+. Эту операцию повторяют для углов скольжения а в диапазоне от 0 до 50 с шагом 0,5. Затем фиксируют угол рассеяния Е=80, и цикл измерений для различных значений угла скольжения а повторяют. По зависимости интенсивности однократно упругорассеянных ионов от угла скольжения а при фиксированных углах рассеяния Е=170 и 80 определяют критические значения а, (170) и а., (80) как значения углов скольжения а, соответствующие 1/2 от максимальной интенсивности сигнала однократно упругорассеянных ионов при фиксированных значениях угла рассеяния 170 и 80 соответственно. Эти значения равны соответственно 34,3 и 31. Подставляют значения Ы, а (170), а , (80), а , (170), а (80) в формулу. Получают межатомное расстояние на поверхности Мо1582098 45 Составитель Т. Владимирс ваРедактор А. Маковская Техред А. Кравчук Корректор А. ОбручарЗаказ 2085 Тираж 497 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР1 3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4(5Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 О,(111), равное 4,47 А, что хорошо соответствует объемному значению 4,44 А в этом же направлении, Ошибка при определении д составляет 0,03 А при точности определения критического угла скольжения 0,25.При исследовании атомной структуры поверхности Мв (111) известным способом из-за неопределенности в выборе уровня нахождения критического угла скольжения 0,5 - 0,9 от максимальной интенсивности ,значение а, (170) меняется от 49 до 52, При этом возникает неопределенность в измерении д,+0,2 А. При измерении того же расстояния предлагаемым способом с учегом того, что точность определения критических углов скольжения составляет 0,25, ,из-за неопределенности в выборе уровня в указанном диапазоне возникает неопределенность в измерении д в том же направлении порядка 0,03 А. Здесь мы не учитываем ,дополнительную ошибку, вносимую в измерения при применении способа-прототипа из-за неопределенности выбора модельных потенциалов взаимодействия. В предлагаемом способе такая ошибка не возникает из-за отсутствия необходимости использования модельных потенциалов.Таким образом, при применении ионов ,Аг+ с энергией 500 эВ предлагаемый способ обеспечивает в 4 - 7 раз более высокую точность, чем способ-прототип. При повышении точности измерений критических углов скольжения до 0,1 точность измерения межатомных расстояний повысится еще в несколько раз.Предлагаемый способ обеспечивает повышение точности анализа атомной структуры поверхности в 4 - 7 раз. Это связано с отсутствием необходимости использования модельных потенциалов взаимодействия, вносящих дополнительную погрешность при измерениях, Кроме того, поскольку в предлагаемом способе при вычислении межатомных расстояний берется отношение измеряемых величин, относящихся к эталонному и анализируемому образцам, критерий выбора уровня определения критических углов не оказывает существенного влияния на точность результатов. Еще одним преимуществом предлагаемого способа является то, что в предлагаемом способе не требуется проводить измерения при углах рассеяния, близких к 180, в отличие от способа-прототипа, в котором от этого зависит реальная точность анализа атомной структуры поверхности. Это важное преимущество, поскольку достижение углов рассеяния, близких к 180, сопряжено со значительными техническими трудностями. Это позволит проводить анализ атомной структуры поверхности на более широком классе установок, не имеющих возможность проводить измерения при углах рассеяния, близких к 180.Предлагаемый способ анализа атомнойструктуры поверхности эффективно применяется в таких важнейших областях народ ного хозяйства, как микроэлектроника, ядерная энергетика, каталитическая химия и др. Формула изобретенияСпособ анализа атомной структуры поверхности, включающий бомбардировку эталонных образцов с известной структурой поверхности и анализируемого образца пучком ионов, измерение зависимости интенсивности однократно упругорассянных ионов от угла скольжения при фиксированных 25 значениях угла рассеяния, определение поэтим зависимостям критических углов скольжения и вычисление по ним межатомных расстояний, отличающийся темчто, с целью повышения точности анализа, измерение зависимостей интенсивности однократно упругорассеянных ионов от угла скольжения производят при двух фиксированных углах 61 и 6, отличающихся друг от друга не менее чем на 20, а межатомное расстояние на поверхности образца вычисляют по формул з 1 п (я ) - 81 псг я 2)а= Э51 па 61) - 51 по.(9)где д, - межатомное расстояние дляповерхности эталонного образца; а (61)и и (6) - критические углы скольжения, соответствующие поверхности анализируемого образца при углах рассеяния 81 и О, и 6,) - критические углы скольжения,окзЩ соответствующие поверхности эталонного образца.