4.11.1. «Электронный прожектор» освещает объект - Ашкинази Л.А.

Последняя группа рассматриваемых нами  мето­дов — это методы, в которых воздействие на поверхность осу­ществляется  электронным лучом. При этом объект может испу­скать электроны, ионы, атомы и  электромагнитное излучение.

Начнем  с самого простого. Электроны с малой энергией проникают в вещество неглубоко,  следовательно, мы будем подвергать анализу только  поверхностный слой, но оторвать от поверхности собственный ее атом они не  могут. А электроны с достаточно большой энергией слишком сильно углубятся в  образцы, и сбитые ими со своих мест атомы не доберутся  до поверхности.

Поэтому такие электроны способны лишь удалить с поверхности  сорбированные атомы, причем одни газы удаляются легко, а другие — нет, что  вовсе не облег­чает анализ. Кроме того, всего лишь менее 1 % сорби­рованных  атомов уходит от поверхности в виде ионов, которые легко анализировать. Поэтому  этот метод, называемый «электронно-стимулированной десорбцией», применяется  редко.

Шире  применяются методы, основанные на генерации при электронной бомбардировке так  называемого «характеристи­ческого излучения». Если энергия бомбардирующих  электронов достаточна для перемещения принадлежащего атому электрона

с одной оболочки на другую, то при возвращении пере­мещенного электрона на свое старое место будет испускаться рентгеновское излучение. Длина его волны зависит от разности энергий между оболочками. Поэтому излучение атомов раз­ных элементов различно, что и позволяет определять состав объекта.

И, наконец, рассмотрим методы, в которых и воздействие, и реакция — это электроны. Это могут быть отраженные пер­вичные электроны — те, которые летели к объекту, и вторич­ные — выбитые из него. Углы, под которыми электроны уходят от образца после отражения, зависят от структуры поверх­ностного слоя. Этим методом было, например, обнаружено, что атомы на поверхности могут быть расположены не так, как в объеме. В частности, в первом слое могут чередоваться атомы и пустые места (вакансии), через которые «просматри­ваются» атомы второго слоя. Если на такую поверхность начать напылять атомы, то верхний слой должен понемногу дополняться. При этом происходит следующее: верхний слой 

разбивается на относительно большие участки («домены»), устроенные по-разному (например, заполненные полностью и наполовину). По мере напыления заполненные участки по­немногу растут, а полузаполненные уменьшаются.

У некоторых металлов с кубической решеткой в объеме (золото, иридий, платина) атомы на поверхности расположены шестиугольниками! Поверхности, устроенные не так, как объем, называются реконструированными. Реконструкция собственных атомов поверхности может происходить и при сорбции. А если сорбированных атомов не хватает для всех поверхностных атомов основного вещества, они укла­дываются через один, через два, через три и т. д. При этом период в разных направлениях может быть различным: на­пример, по одной оси сорбированный атом может лежать на каждом атоме основной решетки, а по другой — через два на третьем. Этот метод исследования поверхности, называемый методом «дифракции медленных электронов», является одним из самых старых и широко применяющихся.