Студопедия
Обратная связь


Авиадвигателестроения Административное право Административное право Беларусии Алгебра Архитектура Безопасность жизнедеятельности Введение в профессию «психолог» Введение в экономику культуры Высшая математика Геология Геоморфология Гидрология и гидрометрии Гидросистемы и гидромашины История Украины Культурология Культурология Логика Маркетинг Машиностроение Медицинская психология Менеджмент Металлы и сварка Методы и средства измерений электрических величин Мировая экономика Начертательная геометрия Основы экономической теории Охрана труда Пожарная тактика Процессы и структуры мышления Профессиональная психология Психология Психология менеджмента Современные фундаментальные и прикладные исследования в приборостроении Социальная психология Социально-философская проблематика Социология Статистика Теоретические основы информатики Теория автоматического регулирования Теория вероятности Транспортное право Туроператор Уголовное право Уголовный процесс Управление современным производством Физика Физические явления Философия Холодильные установки Экология Экономика История экономики Основы экономики Экономика предприятия Экономическая история Экономическая теория Экономический анализ Развитие экономики ЕС Чрезвычайные ситуации ВКонтакте Одноклассники Мой Мир Фейсбук LiveJournal Instagram 500-летие Реформации


Физические основы Оже-спектроскопи и нейтронографии

<== предыдущая статья |

 

Развитие микроэлектроники поставило задачу исследования поверхности материалов с высокой точностью. Одним из применяемых для этих методов является оже-спектроскопия, (Pier Victor Auger Пьер Виктор Оже, французский физик) основанная на облучении исследуемой поверхности медленными электронами. Медленные электроны в силу малости кинетической энергии проникают лишь в самые верхние слои кристалла и очень эффективно взаимодействуют с атомами кристалла, а также с адсорбированными на поверхности кристалла атомами газов.

Оже-эффект заключается в заполнении электроном вакансии, образованной на одном из атомных уровней, с передачей безызлучательным путём выделенной при этом энергии электрону другого вышележащего уровня и переводом его в возбуждённое состояние. Если переданная энергия достаточна, возбуждённый электрон покидает атом, и вместо одной первичной вакансии возникают две новые вакансии на более высоких уровнях.

Обычно оже-электроны экспериментально наблюдают в виде потоков электронов с определёнными энергиями, не зависящими от энергии возбуждающих частиц (фотонов, электронов), создающих первичные вакансии. Энергия оже-электронов определяется природой испускающих их атомов и их химическим окружением, что позволяет получать информацию об атомах и их химическом состоянии.

Наибольшее применение оже-спектроскопия получила для элементарного анализа приповерхностного слоя твёрдого тела в несколько атомных слоёв. Чувствительность данного метода порядка .

Возможно объединение метода оже-спектроскопия с дифракцией медленных электронов, что даёт возможность не только исследовать элементный состав приповерхностных слоёв монокристаллических образцов, но и получать информацию об их структуре. Дифракция медленных электронов даёт сведения о структуре двумерной решётки как атомов самого кристалла у его поверхности, так и адсорбированных кристаллом атомов газов.

В нейтронной оптике для анализа строения вещества используются волны де Бройля медленных (тепловых) нейтронов. Если соответствующая длина волны сравнима с межатомным расстоянием, то для описания волновых процессов удобно ввести показатель преломления нейтронов согласно формуле

, (3.4)

где - скорость нейтронов в вакууме,

- скорость нейтронов в среде,

- кинетическая энергия нейтронов в вакууме,

- усреднённый по объёму среды потенциал взаимодействия нейтрона с ядрами вещества,

- концентрация атомных ядер,

- когерентная длина рассеяния нейтронов ядрами,

- масса нейтрона.

В отличие от электронов нейтроны не обладают электрическим зарядом, поэтому взаимодействуют в основном с атомными ядрами. Кроме того, нейтроны обладают магнитным моментом порядка ядерного магнетона

, (3.5)

где - масса протона, что обуславливает их взаимодействие с внутренним полем вещества.

Показатель преломления нейтронов даёт возможность количественно описывать такие волновые явления как отражение и преломление волн на границе раздела сред, дифракция на неоднородностях среды и периодических структурах, интерференция.

Например, если , что справедливо для большинства атомных ядер, нейтроны с кинетической энергией не могут проникнуть из вакуума в среду в силу полного внутреннего отражения волны де Бройля. Данный эффект используется для создания сосудов для хранения ультрахолодных нейтронов.

Источниками медленных нейтронов с кинетической энергией () служат ядерные реакторы, у которых максимум энергетического спектра тепловых нейтронов лежит в области энергии .

Нейтронографияизучает строение вещества в конденсированном состоянии с помощью процесса рассеяния медленных нейтронов. Рассеяние нейтронов даёт информацию о пространственном распределении ядерной материи вещества, ориентации магнитных моментов частиц внутри вещества, динамических свойствах кристаллической решётки.

 

<== предыдущая статья |





 

Читайте также:

Устройство и принцип работы электростатических и магнитных линз

Понятия экспертной системы и искусственной нейросети

Физические особенности перехода от микро- к наноустройствам

Примеры практического использования ЯМР

Применение сканирующего СКВИД-микроскопа

Эффект Мейснера

Фуллерены

Литература

Искусственные нейронные сети (ИНС)

Ядерный гамма-резонанс

Метод Лауэ

Физические основы магнитнорезонансной томографии

Вернуться в оглавление: Современные фундаментальные и прикладные исследования в приборостроении

Просмотров: 1957

 
 

54.80.234.9 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам.