Устройство для измерения электрофизических параметров материалов

(57) Изобретенце относится к вакуумной электронике. и может быть использовано для опреде: ения электрозических параметров металлов и полупрсводников. елью изобретения яв.яется раси)ение фусццоцалььс; Возможностейустройства, а также пов,яение чувствц, ,ф, Рф гЪ 4 Лй, , М.;/1 19." -:11 1.ф" д)501, 37,7252 ( О2 /66 тельцости и точности измереци . Устройство содержит источник эл ктронсв 2, ось которого направлена на образец, установленный в держателе 3, эллиптическое зеркало 4 с йонусом ца образце. Второй фокус зеркала 4 растоложеь ца узкополосном светойильт 1. 6. За цим находится детектор излучения 7Система рогцсрац содержит два канала 9, 10, 11 и 12, 13, 14, содерж,;цс синхронные детекторы (С) 10 и 3.Опорные входы СД годкпюч ц к генератору 15. Блок развертки 16 осу ствляет сканирование по энергии электронов. Снимая вольтамперную кривую на об".азце и находя перегиб, находят уро.ець энергии вакуума, Одноврееннс снимают изохромат спектр и точку перегиба на нем. По этим данн,пч находят э; эргию сродства к электрону исследуемого образца. 1 ил,Р,31 (3С ( : " (; . С С 1 (. 5 С 1; 1(:) 1; ",",С О ., 13 СССРГ)К(.С ",1( ";(".СТ 1. ССС:10" т (лп;1:Р 1 РСС (О 3 С,СЕи С ЭИ С 13(ДЕСС( СХ С.(РХ - р(.с(с(.тол, ллз(.роп Ссл г, терлКо с,И ДУС 3 Х ТС 3РДэ(1 К Сх(1)( ССЕСЕР -Э;1(. К( С) С К 1 ССС) С.(35)(,СХ 3 3 Р С Н -11 Н 1 Т(-.ХС 11 КР ) Д 31 С 11 К СлоСТР)1 Я,1( )гь зоб;),.Т(;пия - рд(.с;,ср( . (1 уце -СЕПО 3(51 с(х 13.3 Сожн(э( ГО 11 е утес31 лср е ( Онся эи(р ец ср( ест(л к э.Рктроеу в Сецолупроводииклх13 Ст СС(3 ЕС 1 ЕЕ У 13 С (" В 1 ("Р Л Ь СО С т Е 1 И Т 0 Ч ЕС О С Т Иизмерений, 1 а тсертР)тсе показаца схема устройства.Усгройство содер(киг установленные в вдкуу)сой кд; ере 1 источник электро- НОВ(.3 ЛЕлтРОЕЕССЛЯ ПУиКЕ), На ОСИ пУчка э;аттеРУРтлГх электРопов РдсолоО ;(еец дератель образца 3, ме)у источником 2 и др; - .дтелел . установлено эллиптеч(сское зеркало 4 с отв(.рстиемдля (Герс)п;(СС;а 1;п)е пучка электронов, 7(ак,что ОДСн его )экус со:-.,Кедат с, местополо,. ни(.м образЕа,1)тс)ро,( (Е)окус эегеистческОГО 3 ер.дХЕЛ РДС 110 ЛО)КЕН 1 Л Пт)И;ПКД(" К ОК).уЗКОПОП(ОГЕОМ СтРТО(113 Тре Е), 1 д ОП Г;1 ческ;м 1)есльтрол 6 находится детелторезлуте "1 я ) ,ст;етрт;е 1) Э.) )гет)с лт(чеьобраз.7 3 соедис(;е через трессс(1)ор Слтор 8 с Одцим з клндлов сесте.сы регистр л 1;1 ток 1 т) о(,рд 31, солев)элс)згУСтатОВПЕННЫЕ ПОСЛ( 5 ОС)ат(тЬСЕО. СЕЛЕК 35т 11)цый полым(тр 9, с.Ссхро 1 ссе.- д(;тек -тор 1 с и регсстрлтор выходного сигнала(сд 10 .сееЕ) 11.;,ругой кдпал )(ЗгТра-.де, Едстлесс (:" первому, ер 00 динен1; ДЕТОКГОРУ Е 3)ГтЕЕ 1115( ( 1 СОДЕЭ)СЗ 3УСД 11 ОВ.1 ННЫЕ ОС)СС 03 ДЗ Е)т 10 СЕЕЕКтпвесе,", вольтм т 1 12, синхроиый дстектор 13 и регистратор выходного сигнала (сд)10 .исеее) 14.Отот .:е входы синхрс)нных детекто- (5 рОМ 1 О . 13 СО(.,)С(эС, С 331 ХОдл(3:Л ГЕП;. - Рлтос)д с 1 цусоеДл 5 ь;1 ОГ) ндпр 51(зпе 5 15.т)1 Е (М 1;О С 5 ДС Ей СО( ДЕ 11(З 1 т(. ) Е 3 ТР)СС(С сор слтор суО с з 5(.)ь .Ес к;(то 0) э)3( ктронсой 1 у(сл - :Тоти(сха эп(3 етрс;Сов 2т(3 Ок рдз ертк." 16,;,и:,)(еес 11", с с иь0 рдзЕл э, по донеет осус(.ст 51 Г-, скаЭ )т" "Л(1 тт)0 С;13 1 1(-Е), с ( ,с)Ря)к(3 сс 1 ;. з .Е г (.)0",(с Г- С 51 гт(С-31 Ол 1 (лл".1 у(нес О:элза) В те:сном уГЛР 1,4 ястерлдидн. 11 злучеееее проходит послеОра:се 1 я от пов)хост Рркалд, вовторой Аоееус зеркала й, собпрдясь на(входем окне вакуумной кл.еры 1, и,проходя ч.;ез Окно 5, попадает в интер(1 р(.;и.Ес Сй ссетеЕе 5 етр , пропускаю Еее: излучение Опред 1 н( длиныНОлны., С(тктОР злутеессеЯ 7 ртс ГЕрует АотонС с энеРГРй, со т: етст 3ГЕЕ ПрОПуСК;С.".0 у ЧЕРЕЗ СВЕТС 7(ЛЬтр 6и злучению, Г 51 я Ог.ределения кесетеческой эерг;и лектронсв Е ои",.дел:ПР:ДВЛРТЕЛЬСО ВО)СС ттЦСЕР. ) КРЕВУЮзаписи.ости тока на Образе от разнос;с потеЕиатеов между обпазцом ит(то(31 .1 ТОЧИг.". 2 ЭЛСКТЭЭСОВА аз 1 О(ТЬ ПОТРКС,17 СОВ С, ссотВЕТств;ЛсС(дя точке пеэегиба вг)5 ьта.Сернойър:130лакс(т ПрОЕ 3 ВОд 1:Ой с 1/г 1 Ч) )х(1д етеризует полокени( уро; 11 я эпрЕП ВЛКу ".С и ПрСС:"(.дТСЯ Зд НЛЧЛЛООГС: тд КИ;СТЕ(СССКОГСЕРГПЕ ЭЛЕКТРОПс 33 Вакул(Ее 1( тР11 Ч( С ( ЭС р 1 ЕгЮэл: ктроно;:, и,.(д:с(,сх Ед ойр ез 3( припр(3 о)сси.".е;.:;Ду катодос с-Очцска 27 О.; -снеиб.".ОдУело;и, и для то о стоб КОгосНОЕ Сос. С;ГИЕ СПнсЕСОГО ПЕРЕ - ХОДс бвГС СГГ. 3 ЯЧ 0 СсИ:С;.РОГЯНО )бип - , ЗИ урОВ Сгг г с (В СвугЯЕ .Е-ЯХ 1;) С)ИГ, Да 3,фЦ Г;С,; г,ОС т 1 , г С -"Я(- 11 ЗУ - 1 РСЗОДНГСЯ) .,С;СтсТОЧ 1 ЗМ С:10 БГГЕс СУ 1 естнов)11 я такого с,;НГ: а является условие )сд) 07;, Где б.г - эцср Гия ква 11- топв б 3)1 с 5 1 с 5 1 с в стлис.с:ф, -О СоссСТ.0 КгЧт, г с Тсг Г;г 0 Р 11 01. ЕСЛИ Г 1 ЗЯ";. с; СТОТ 1 Я ОЧсн пее 1 гбов к"гс 1;:; з. , сг) 1 8 1 с ) совпЯДЯ Ют0 НЕСб С,С.;с.ГС. 511."Ь ЧС СТО" г циоса :е прови ся сдвиг с, 15Для то0; о опред пения эцергст- ЧССКОГО ) ОРОГЯ ВОЗНИКЦОЗЕЦг 1 Я СВЕЧЕ 1 Ц 15 И ТО)СЯ В 1 ггцп 0 РЧ 31,3 1 РИ".сгцн 1 дт МопсЯ" дид эерг 11 электрсГог. с носОцьо гецератооа сс со.:)ГЛ,ного 1 апря;тенисг5 20 через тра,. 01 матор Т. В качестве ( .:,.:.; яЗВУ:ОнсОГО) ГЕЦЕРЯТОРЯ 1 ЯП 1 Я:.;ЕГИЯ:О- жЕТ битЬ ИСПОЛЬЗОВЯН, цапрИМЕр, ГПЕ- ратор ГВ/отор: Ос,еспе и:пает СИНУС "Г:Яцьнс Е ИЗЕНЕЦГЕ ПОтЕЦИЦЯЛЯ 1 СЯТОдя От;ГОСГГ сЬНО ЗЕМЗН . В ПЕПИобразГЯ стс.т т гзсссср т " . с Вто - ричцой обмс ки которого пере.еннгГ с:игнал подается Гя в",од селективноговольтметра 9 (типа У 2-6) цастроеиного ца час Вот, модул.1,Ги. УсиленГГ.11СИГНал ПОДа.тса Я ВКОД СЧИКРОНЦОс ОДс.тектора 10 на 0 ор.й о;Гсвреец - НО ПОДЯЕТСЯ О,ОРЦОЕ ГЯПРГЕНИЕ С ГЕНСг - ратора 15, В 1 Ячсгст;е син:.рониого де тектоРа 10 и 13 О;ет гс г хпс 111,30- ван дете;Гор "181 - 2. 1 остоГ:Гсигнял С дЕ 01;Тора Г;,с.Тс.".саг.т ца кодрс Г"- Стр" -Ора - гс:сопс Г гЕГО ГдтдГ 1 ОМЕТра(типа ЛЕЦ 4-003)а вкод . Подается 40НапрЖЗНИЕ . -г 3 ЗЕРТЕ б 10 К;г,П р и 1 е р 1. Изгосцли эыпптиЧЕСКОЕ ЗЕ 1 г,ас-О ИЗ ОПТИЧЕСКОГО СтЕКЛа Кс отр-:;3.;им по.;рьтГе из Ялюц - ниеной пен;1 покрТс:"Г пленкой фто-45 р,СОГО Г ц1 Гдс,0 ЬГ, ПЛя предо,раСи 5 от ст)еГГя, В спектральной поз.120-120 н: коз 11 ГГсиецт страж.зсия тз:с Иос.р:ности составлне 0,8;исие" Р ЗОР;азЯ 160 .ГГ. 50 Расстояне с,т сер 55 и зеркала (от):ерс - т;1 г дис НГСд .:с ГСОПО 1) дО СЗОСУСОВс) .Ог г г ОГ.Вс 1)г)сг П ОСОЙ 1,ст 1; :. м р.Окоо О.;1 О мм- (ы 1 В .:Гг с .3. с С.ГС г:.3; )ГГ,со) О , Г: Г . Г1 , :3 :Г О С Гс сгС ; ;. гг - м :.:Ге.т : .. 3).НЕрГя ЭЗГЕГ-рОЬО 1 ГОгсуцрОзаЯСЬ С ЧсСТО 01 1 КГГ И яМПТЕСудГ О 1 гг отецерсгторя Г-."6/, ИнтебергепоГ- ".; ГЙ ссзтонл, р мс;. Г;асссм.с гропус:г 55 ГЯ 7 г =- 2Н(,:СЗТЕСТСЗ ИЗЛ Е ция ) регсстрирует на ЗТОйОПе кван ТГ ИЗусс И 5 С Эис рГИЕЙ 1 С.=.3,83 ЭВ, Всс.ис 10 ггсзЗт ИОН 1 гтссс.ПЕрпуд КЕБу)д(Ч) и оирелГдт изо;:ромст 11 спе 1 тр 8, Обс ре 1 стргсруе.:,с засзиси.сс 1 Г в 1 согг Г Наг.г ИСЧ гаОсЫ И 01 Цг ДЕЛ.сс Г 0 с ки пер гнба 1 сс.Ой крпзс:"Г, соответст- НуС.,уго разНОСсЬ ПОтоидИЯЛОП И даЛСЕнорт-д сродства к электр.г,Опреелцдт энергид сро;ва кэлектрочу для лантана пя во)ьФрямовой под.0.:Ч (О), Регистрацию возниГС:1132 ОСО ЭЛЕ 1:ТРОМЯГ 1 ИТНОГС, ЗЛУ 1 ЕНса 1 ПО 10 ггг.гс На сЗ. с. Цс Эс 01 ИЯ свсН ТОН ИзггЕНИ 5 На Этой Во)10 1=3,83 эВ, Вел чна кГетис ско" энер- ГИИ Ер П 3 г КОТОР 01 ВО Ц КЛО ЭЛЕ 1 СТРОМЯГНИП;ОЕ ИЗЛУЕНИЕ На ДЯНПОй ЧаСтО- те, для элсктропог, состаз 5 ст 0,7 эВ, 01 ределяют энергию сродст а к элсктро ц для лацтяна еХ=3,83-0.7=3.3 ЭВ,ЧтО и;КОДИТСЯ Н КОРосЕМ СОГЗЯСИ 1 С табличцьм 31:ачс н:е СХ для лантанз (ч)р а в 1 ц м 3, 3 э В.1 р и; е р 2. Определяли сродс тво к электро 1 у Гсре)сГ;5 при тех се пя 1 я - .Е 1 ЭЯС П 131 сс уг 1 рЕЖ 1 сак КсК В при.ер 1. Регистрадию воз ис).сего -.ЛС)СтрОМЯГцптцоГО ИЗЛУЧСН".Празвдп - ли ;я дцпе волГЪ=:22 нм (:,;, ргия Е 1 гсз 11 ОВ =с 3 сг г ЭВ) с Прп Э ГОМ ТоПСИ псРегиба на 1 ссзсззк Х(ч) и .".(1 совпа с в иросГсд:и 1 Я Осег сабсГГсс г чтО ГОВО - рит о ирс зьГГепи энергии сро,ства к ЭЛЕКТРО:У зсЕРГИИ КВЯЦтОВ ВОЗГИКЯЮГЕГО ИЗЛУсЕНИГ, ЗНСгГИд Зле К," до 10 В ПЯДа)С;ЕГО ПУЧКа ЭЛЕКРС 110)З ОЬГСЛИ П;стем изме:ения разности потендиалов мекду. Сточнссо 2 и образдом и пр,;зводизн: измерепе ицт .неВсст, озннкяогсго Зпс;тросгн., ного излученияня другсй дзцпе волив, и;)стров светосиз,тр на Я =250 нм, что соотгетств ет зцезг:111 кв;нтов Ю с,с 3 Варегистрпргг;11, 1 рссгс,Е(и) И 8С 10 ц,; друп ОтОСГтЕЛ.,110 друГЯ ца с,нцпцу 0 Сг "0 . 3.1, Сродство к электро.Гу оп,едс.5 я ли из СООТГсС Гя е.(= 9, ЭВ - 0,8 эВ1:В,1 С .ГГс 0 гс ГРСТОТИ 1 стоцс ЙГ С" "ГГ .1 С "; Сг ЦС"3 С. . .Г 1: 51 5: с ссс;ГГГ33 Г",.51 сОР и, 1 рс,;.я "д "е устрсн)ств, 1 озг;5 я 170 г ) 1 , Рт тД:,111:"3нс 3 д :с. е".з 03)ПОЛ Р 1,К .;От..т 7 Р, тт.; т .СР;";и м к и д.0:)оь: Н,),)н, д. )ст лОтусЕ П 17)НОДк,а;такт)т 1:у: "т-я3 лу 1" Н-М КЧиГа МК .;71 О.10.но1)101 Г 111 1 Т 7 , С 1Ч :,3;вСЧ 1)тс. 731 ИЕ туа 1)1 Е.175(.)Ы)( 1 Ч-17 сЧ РОт 3 Е"3 1 Р тст;с Нд ГР 11 Ц 1 ГтчхьнОГО РзлтЯ РБЦ/ 1 з ).;Е РРН;1 М СРОДСгпа К ЭЛК Г, 01 У; Еталл и олупр 037д.ка, поскольку ме) ст н.д 10 т) Спр од с. тг.ттгМ Кт)1)С 1 товолно ВУО ГРЧ 1 Н 1 У ИЗ)ЧУ 101 И 5 30 ЗНК(НОЕГО при облучении образца электроаи15 является рчдца ионьг захват эле.,гроТВЕрдЬМ ТЕЛО;1 (апалЗИ)ус)М рцаЛОМ с, Чрстма 1:0)7т(0130)НОВО 1 ГрНИ-Цы 1 та б)лтк)да едмо ГО 1 3 луч сд 11 я и 77 рма и арастаБ 5 Вольтипер 0: криво;1)еде20 лпотся одним р.ктором - фу(циРй рас- ПРСДЕПЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ В ПаД.О:;Е На образец пучке электронов, )15 )икса- ЦЦИ ПОЛОКэ 13 Я а ЭЕРЕТЧССКОгг КОЛЕ КК КО)ОТК 030)730 Ч ГраПП, СГЕктрЯ 25 так и порога по 5 вленця тока на обра- ЗСЦ (ОПРЕ 3)РНЕ УРОВНЯ )т.РГ. НК"- ума, 13,б:;)Немого .3 начало Отсчета КИЕТтЕС(0 ЭНЕрГИ ЭЛЕтро;Оа) ВибцРакЧ )КР,ЧКЧРРИУО ТОЧЕЧКУ КРИГ 30 (Ч 0 П ПРрег тбсч) и пр)е.тируот ее на ось аб сцисс. Поэто:у, )ь браг ,)сч ач о 0 к 17;тпш,с 3,тсгта) го осц эс)ргц, Ояно ОН 1) еДОЛ.ть тРе 7)тт т 7 е з 1(тт нт )дРГИ; с тот 1)стдо, д 7.:ч 1 ч.г,е. 0,0, эБ.35 Фскгс)013:;а пу;: пр, з дч;т к3. 1;в иго ра.боса э е(тонс в НО нор 1 л.оСССТЗ 3 яО:(д СКОООС тТО ВраКЧЕТСЯ ) СУ(ЕПт УЧ:.Ст( На 7 С т 113 Я ВОЛЬТ- аЕР 0.1)ЦВО." и УВЕЛИ .ЕНИН Гс)ЧНОСТИ ,4 С 01 Р ЕДдЛЕг) г )и," ,т,;",ГО гд т Э,7 ттг КараКЧ Едтт)н,тх 1 О"1 1(1)В Пт 1 ПЯ СП 7 д 3 5 НИЯт(РГИИтт ттСВаг 1 РТРЭт :."т нообк:;димс с"сц рег(.тр:;) с 3 ть пол- НОСТЬо .1, КтраПн.)Е ра С 317."ДЕ(С.Е, ПО-.с 5 01(ОЛЬт,;,) ГОН)ст трт Г);1 Нт с;1 т)1(т тУЧП( Т СД(ТРаО)КГО ОП;)(ДР 1;ТЬ ИСКО:ГЧО ВСЛЧЛНУ.тг 1 т,с,"т Эг, ггттссс;35 " "т. Гг 13 СЧЬ т)Е,",.5 Гт.:.010 У ТРОйс 3 З;.:тд сЕТСЧпрстд т): до ( 1, ".7 . :,.: (Т) уга т гд;1 е - РЯСМ К П,Г"ЕТГС"3 Т)Р: .ЛОВ; .Н Р:",),т 7.,г- К тд с";) 7 гт)г т,.т Н; С:Зд О;3; ,.УГр 71 .р;т 1) с,; 1; г г с" , )с, аит, ,сг ( т, Г с;",", тт ,.)В т)Т 7;С т) тт т. "т ртСГ 3, т.1. т. ,.: г .т 17. т. СРт.)(К )Е:(Ч0 Н , Т К 1.: К а тх,.К 3. 1, . т а т.1 Д, Т);)т1 с пт тт т 711д Р г ст Р,1 ,;1 .с 1," в71) 1 1. руГ,)т 1(;т,) :Кт.тмт. ртд.тзг.СЧ О .- Зст ) ЧтГ Пт;)70+у) 1 СОц 1 тиг к(ору з:,у- я 7; с р;ч .ус тпд 3 ЛСЬтГ дПОС.Едт. а Г(.ЬНО СЕЛЕКГ 1.(7)1 д".т. т), тК т)0;т " . ; ГЕК - тор 10, и р,гис; ратор 11 7. Входы синкрс нных детекторов 1 О0 соецне- НЫ С ВЫХОДОМ ГОНОР;тОРа С 1,СОПДЗЛЬ- ного напряжен)я 12, пр)", посл гди;" СОдДЕН ЧЕ-.З ТРа)сфОРМЧТ,".) СВЯЗЬ с катодом электро 1)0 Нук) - источниКа. ЭЛЕдКТро:10 Цд-ОК рЗЗ:Ертк; ВК 7 ГО- ченньй в цепь регистратора тока в об- РПЗЦЕ 3 ПОЗВОЛЯЕТ Ос/;.о)ЛЯТЬ СКа ни р о В ание по эе р ги зле ктр но В.Формула изобретенияУстросчВо;лл пзмдрс;я электрофЗ.Ч .СКИХ ПаРаМЕтРОВ ТСРгеОН,вк)потаоее разме:ценье г вакс,). ои каЕР СТОЧ 1.К ЭЛС;ГРОПтоэ: Д 1):К:;ТЕ.ПЬСЙРПЗЦ а тКТЕ,",ГГ)КТОР:ЗЛ.,"ЕНЯо т л и ч а о 1 е е с я тем, что,с Це;ьк) Рос 11,)еНЯ 1 УнкЦ гаг ных воз.0;т:Остен пут и из)еренля эне)гии