1tom - 0621.htm
. а. и м. на металлах используют ступенчатые вици-нальные грани с большими индексами [Си (117), Ft (997)].
Методами Д, а. и м. изучены поверхностные структуры щ╦лочно-галоидных и др. ионных кристаллов (NiO, MgO), полупроводников (Si, CaAs), графита, TaS2, кремниевых и углеродных покрытий платины, карбида вольфрама, металлич. монокристаллов (Аи, Си, Ag) н разл. адсорбц. слоев на них. На рис, 2 приведена картина, полученная при дифракции атомов Не на адсорбц. слоях водорода на поверхности Ni (100). На основе привед╦нных картин Д. а. и м., относящихся к разл. степеням 0Н адсорбц. покрытия поверхности, фиксируются концентрационные фазовые переходы в реш╦тке адсорбиров. водорода и, в частности, появле-
Рис. 2. Картины дифракции пучка гелия на адсорбционных структурах водорода на поверхности Ni(lOO); Я≈0,63 А, температура поверхности ЮОК, угол падения 25°, рассеяние в плоскости падения. По нижней оси абсцисс отложен угол рассеяния, штрихи относятся н индексам обратной реш╦тки в соответствии с привед╦нными обо-
и поверхности кристалла. Если представить V (z) в виде потенциала Морзе:
С/ (z)^Z>{exp[≈ 2k (z ≈ ze)] ≈ 2 exp [≈ йГ(з ≈ ze)]}
\k ≈ масштабный множитель обратной реш╦тки, zp ≈ положение дна потенц. ямы (не связанное с £y)f D ≈ глубина ямы], то для & / получим соотношение
r_ V2m
fcft
J_
2
Ниже приведены энергетич. параметры (S}- и D в мэВ) поверхностей LiF и графита:
X
л
л
о
01 О
»- о э: х
s S
о)
значениями. В., ≈
г!
степень заполнения поверхности адсорбированным водородом.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D
|
*└
|
«i
|
s*
|
|
|
|
LiF (100} . .
|
≈8,10
|
≈5
|
,59±0,i
|
≈ 2,00±0, 1
|
|
|
|
|
Графит (001)
|
≈ 15,55
|
-11
|
,62±0, 12
|
-5, 38 ±0,1 2
|
-1,78±0, 12
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
зше при 0└~0,8 сверхретистки со структурой (2x6). Исследования картин дифракции на чистой поверхности Ni (110) и той же поверхности, покрытой адсорбиров. водородом, позволили установить, что амплитуда гофра А изменяется от 0,05 до 0,25 А.
При первых исследованиях Д. а, и м. на поверхностях кристаллов Штерном, Эстерманом, Р. Фришем (Frisch), Ф. Кнауэром (F. Knauer) был обнаружен ещ╦ один квантовый эффект ^ селективная адсорбция (СА), состоящая в том, что на диф-ракц, картине возникают дополнит, максимумы и минимумы. Согласно Дж. Леннард-Джонсу (J. Lennard-Jones) и Э. Девонширу (Е. Devonshire) (1936), СА объясняется захватом в слабо связанные поверхностные состояния части дифрагирующих частиц, к-рые удовлетворяют определ. условиям резонанса. В этом состоянии частицы теряют поступат. степень свободы по нормали к поверхности и продолжают двигаться параллельно поверхности с энергией
где Sj, ≈ энергия связанного состояния (леек. мэВ). Условием для СА является выполнение соотношения
А&2=(2т/А*)£/< О,
где kc,z ∙ ≈ z-проекция волнового вектора дифрагировавшей частицы. Т. к. вектор обратной реш╦тки G≈ ≈G(ni) гс), где m, n ≈ порядок дифракц. рефлексов, дифракц. картина при С А содержит дополнит, экстремумы порядка т, п (на это указывает индекс G у вектора k). Т. о., угл. локализация особенностей СА на дифракц. картинах при уч╦те всех остальных геом, параметров эксперимента позволяет вычислить энер-гетич, уровни £у, а также нек-рые из параметров по-тенциалц взаимодействия U (z) дифрагирующих частиц
Погрешности значений £j являются следствием в осн. разброса частиц по скоростям, конечности апертур источника молекул и детектора, а также ширины уровня £j : Т≈л/т, где т ≈ время жизни частицы в адсорбиров. состоянии. Для определения Г или t с помощью СА требуется точность измерений, на порядок превышающая существующую.
Интерференциошю-дифракц, явления наблюдаются также при рассеянии молекулярных пучков на газовых мишенях. На основе изучения взаимодействия пересекающихся молекулярных пучков возникла новая область исследований ≈ столкновительная спектроскопия. При измерении пространственной и энергетич. зависимостей сечений столкновений установлены особенности потенциала взаимодействия: во мн. случаях он оказывается многопараметрическим, как правило, неизотропен, немонотонен, часто со мн. экстремумами (см. также Молекулярные и атомные пучки].
Изучение поверхностных структур и динамики реш╦тки с помощью Д. а. и м., а также столкцовит. спектроскопия дают уникальную информацию, недоступную др. методам.
Лит.: Флерова М. Н., Дифракция молекулярных лучей огкрисгаллсж, «УФЫ», 1935, т. 15, с. 614; Э с г е р манн И., Техника молекулярных лучков, там же, 1947, т. 32, с. 89; Н и-к и т и и Е. Е., Овчинникова М. Я,, Интерференционные явления в атомном рассеянии, там же, 1971, т. 104, с. 379; Л и ф ш и ц Е. М., П и т а е в с к и и Л. П., Статистическая физика, ч. 2, М., 1978; Г у д м а н Ф., В а х м а н Г., Динамика рассеяния газа поверхностью, пер. с англ., М., 1980; Леонас В В., Межмолекулярные взаимодейстиия и столкновения атомов и молекул, M.,198p;Engel Т., RiederK.-Н., Structural studios of surfaces with atomic and molecular beam diffraction, в кн.: Structural studies of surfaces, B.≈ Heidelberg ≈ N. Y,, 198^. Ю. Н. Любитов.
ДИФРАКЦИЯ ВОЛИ ≈ в первоначальном узком смысле ≈ огибание волнами препятствий, в современном, более широком ≈ любые отклонения при распространении волн от законов геометрической оптики. К Д. в. фактически относят все эффекты, возникающие при взаимодействии волн с объектом любых размеров, даже малых -по сравнению с длиной падающей волны Хт когда сопоставление е лучевым приближением совершенно не показательно. При таком общем толковании Д. в. тесно переплетается с явлениями распространения и рассеяния волн в неоднородных средах.
Первая волновая трактовка Д. в. дана Т. Юнгом (Th. Young, 1800), вторая ≈ О. Френелем (A. Fres-iiel, 1815). В картине волнового поля, возникающей за препятствием, Юиг усматривал сочетание собственно Д. в. и интерференции. Для объяснения Д, в., помимо обычных законов распространения волн в направлении лучей, он вв╦л принцип поперечной передачи амплитуды колебаний непосредственно вдоль волновых фронтов, указав, что скорость этой передачи пропорциональна
")
}
