U4
О
X
1, а). В результате этого ион нейтрализуется, высвобождающаяся энергия переда╦тся др. электрону металла (напр., 2), к-рый получает возможность покинуть металл. В этом случае И.-э. э. может иметь место, если соблюдается условие £└>2 Ф, где £_и ≈ энергия ио-
Рие. 1. а≈оже-нейт-рализация положительного иона на металлической поверхности: £_ц ≈ энергия
ионизации; Ф ≈ работа выхода металла; £ ≈ дно эпны проводимости; Q ≈ кинетическая энергия электрона в вакууме; б≈ОУК е-дезактивация.
АТРМ
Атом
шшации атомов, ионы к>рых направляются на металл, Ф ≈ работа выхода металла. Для неметаллов вместо Ф в граничное условие входит энергия наивысшего заполненного электронами уровня; напр., для собств. полупроводника ≈ «потолок» валентной зоны.
Коэф. потенц. вырывания Yni равный ср. числу уходящих в вакуум электронов, приходящихся на 1 ион, возрастает с увеличением £_и и для однозарядных ионов инертных газов достигает неск. десятков %. В случае многозарядных ионов захват электронов ионом происходит последовательно со ступенчатым понижением кратности заряда иона до 0. При этом у_п может превышать 1. При энергии ионов £^\ кэВ коэф. у_п от £ зависит слабо (уменьшается с ростом £; рис. 2). При больших 8 величины у_п снижаются до 0.
В отд. случаях, когда возможна нейтрализация ионов в возбужд╦нное состояние атома, вырывание электронов осуществляется пут╦м оже-дезактива-ц и и (рис. 1, б). Энергия, выделившаяся при переходе
0,3
0,2
Ge( III)
Хе
О 0.2 0,4 0,6 ∙ 0,8 1.0
Рис. 2. Зависимость коэффициента потенциального вырывания электронов v_n из
Мо от энергии £ ионов инертных газов; при £>0,4 ьэВ ионы Не+ вызывают кинетическое выбивание электронов; пунктирная кривая описывает полный коэффициент и онко-электронно и эмиссии
N1 (100)
15
Рис. 'Л. Энергетический спектр электронов при потенциальном вырывании их ионами Не⁺ с энергией Ь эВ, Надпись N1 (100) с (2x2) Se означает, что на грани (100)Ni адсорбирован Se, образующий кубическую реш╦тку (cj с размерами 2x2.
202
второго электрона мишени (напр., 2) в осн. состояние возбужд╦нного атома, переда╦тся электрону 1, оказавшемуся на возбужд╦нном уровне. При этом условие появления эмиссии; £'1>>Ф, где 8v ≈ энергия возбуждения атома. Вырывание электронов пут╦м оже-дезактивадии осуществляется при облучении мишеней из тугоплавких металлов ионами Ne, что обусловливает особый вид кривых 7п(£) (рис. 2). При
£_и , близких к 2Ш, или ^w, близких к Ф, коэф. УП может заметно зависеть от темп-ры Т мишени. В случае MOIIO-кристаллич. мишени у_п в значительной мере определяется гранью кристалла. Форма энергетич. спектра эмитируемых электронов (рис. 3), макс, энергия к-рых обычно приближается к #└≈2Ф, зависит от распределения электронов по энергиям в зопс проводимости металла (или в валентной зоне полупроводника) и может быть использована для ее определения.
Кинетич. выбивание обусловлено ударной ионизацией атомов поверхностного слоя мишени и бомбардирующих частиц. Для него характерен энсргстич. порог £└ (рис. 4). При бомбардировке тугоплавких металлов ионами Li"¹" (и более тяжелыми) ^_л>1 кзВ; для диэлектриков, напр. пт╦лочно-1алоидных кристаллов, <?_п«* ~0,l-bO,2 кэВ. За порогом коэф. кинетич. выбивания V_K раст╦т, выходит на плато и далее уменьшается (рис. 4). Для ионов Н⁺ максимум эмиссии наблюдается при
£_и = 100кэВ (для металлов ук^акс^1,5); для белое тя'/к╦-Т.
,. Скорость ионов, см/с
Рис. 4. Вид зависимости коэффициента кинетического выОива-ния 7└ от энергии ионов £ для W, КВг (а) и Си (б) при ПомОар-
'к
дировке ионами.
лых ионов £ ≈ порядка неск. МэВ, а у_к д:;>;кот достигать десятков п зависит от состояния поверхшн тн. вакуум выходят как электроны атомов мишгмп.
В
процессами
так и самих бомбардирующих частиц. Пек-рое кол-во электронов возбуждается быстрыми атомами отдачи. В случае монокристаллов у_к различны для разных граней и немонотонно зависят от угла падения ионов. Распределение эмитированных электронов по энергиям имеет максимум (~1ч-3 эВ) и протяж╦нный спад, на к-ром выделяются пики и ступеньки, связанные с ожо-поре-ходами в соударяющихся частицах л др, (рис. 5), На анализе этих особенностей спектров основана т. н. и о н н а я о ж е-с п е к т р о с к о п и я поверхности тв╦рдого тела.
Потек ц. и кпнетич. И.-э. э. металлов пространственно и во времени разделены. При подл╦те ионов к поверхности сначала происходит их нейтрализация и испускаются электроны, обусловливающие потопи,. И.-э. э. Затем прп соударениях атомных частиц возникают электроны, обусловливающие кинетич. И.-;>. э. Обычно обе И.-:). :>. аддитивны; Y≥Vn~!~YK (рис. 2). Аддитивность может но иметь' места при облучении ионами диэлектриков и пл╦нок сложного состава.
Разогревание материала интенсивным ионным пучком, зарядка им поверхности пл╦нок и т. п. могут приводить к появлению термоэлектронной и полевой электронной эмиссий.
Лит.: Петров Н, Н., А б р о я н И. А., Диагностика поверхности с помощью ионных пучков, Л., 1977; X иго-
Рис. 5, Энергетический спектр
электронов гфи кинетическом
выиивании.