дифракция медленных электронов

Термин

дифракция медленных электронов

Термин на английском

low­-energy electron diffraction

Синонимы

дифракция электронов низкой энергии

Аббревиатуры

ДМЭ, ДЭНЭ, LEED

Связанные термины

дифракция быстрых электронов, поверхность, модель поверхности Si(111)7x7

Определение

метод исследования структуры поверхности твердых тел, основанный на анализе картин дифракции низкоэнергетических электронов с энергией 30-200 эВ, упруго рассеянных от исследуемой поверхности

Описание

Использование для анализа поверхности электронов именно низких энергий обусловлено двумя основными причинами:

1. Длина волны де-Бройля для электронов с энергией 30-200 эВ составляет примерно 0,1 – 0,2 нм, что удовлетворяет условию дифракции на атомных структурах, а именно длина волны равна или меньше межатомных расстояний.
2. Средняя длина пробега таких низкоэнергетических электронов составляет несколько атомных слоев. Вследствие этого большинство упругих рассеяний происходит в самых верхних слоях образца, следовательно, они дают максимальный вклад в картину дифракции.

На рис. 1 представлена схема экспериментальной установки для прямого наблюдения картин ДМЭ. В электронной пушке электроны, испускаемые катодом (находящимся под отрицательным потенциалом -V), ускоряются до энергии eV, а затем движутся и рассеиваются на образце в бесполевом пространстве, поскольку первая сетка дифрактометра и образец заземлены. Вторая и третья сетки, находящиеся под потенциалом –(V- DeltaV), cлужат для отсечения неупруго рассеянных электронов. Четвертая сетка заземлена и эранирует другие сетки от флюоресцентного экрана, находящегося под потенциалом порядка +5 кВ. Таким образом, электроны, упруго рассеянные на поверхности образца, после прохождения тормозящих сеток ускоряются до высоких энергий, чтобы вызвать флюоресценцию экрана, на котором и наблюдается дифракционная картина. В качестве примера на рис. 1 показана картина ДМЭ от атомарно-чистой поверхности Si(111)7x7.

Метод ДМЭ позволяет:

1. качественно оценить структурное совершенство поверхности - от хорошо упорядоченной поверхности наблюдается картина ДМЭ с четкими яркими рефлексами и низким уровнем фона;
2. определить обратную решетку поверхности из геометрии дифракционной картины;
3. оценить морфологию поверхности по профилю дифракционного рефлекса;
4. определить атомную структуру поверхности путем сравнения зависимостей интенсивности дифракционных рефлексов от энергии электронов (I-V кривых), рассчитанных для структурных моделей, с зависимостями, полученными в эксперименте.

Авторы

• Зотов Андрей Вадимович, д.ф.-м.н.
• Саранин Александр Александрович, д.ф.-м.н.

Ссылки

1. Введение в физику поверхности: Пер. с англ. / Оура Кендзиро, Лифшиц В.Г., Саранин А.А., Зотов А.В., Катаяма М. - М. Наука, 2006. - 490 с.

Иллюстрации

Рис.1. Схема стандартной четырехсеточной установки ДМЭ и вид картины ДМЭ от поверхности Si(111)7x7 на флюоресцентном экране. Источник: Введение в физику поверхности: Пер. с англ. / Оура Кендзиро, Лифшиц В.Г., Саранин А.А., Зотов А.В., Катаяма М. - М. Наука, 2006. - 490 с.

Теги

Разделы

Дифракционные методы (рентгеновские, электронные, нейтронные)

(Источник: «Словарь основных нанотехнологических терминов РОСНАНО»)