4.6.1. На пороге новой науки - Ашкинази Л.А.

Как сказал Вольфганг Паули, «поверхность при­думал дьявол» *). Но для того чтобы узнать о поверхности все, что сейчас о ней известно людям, надо было придумать методы исследования поверхности и сделать приборы, работающие на основе этих методов. Казалось бы, приборы для исследования поверхности — это лишь одно из множества применений вакуум­ной техники. Но об этих методах следует рассказать именно в книге, посвященной вакууму, потому что, во-первых, исследова­ние поверхности часто необходимо для изготовления вакуумных приборов и, во-вторых, исследовать поверхность чаще всего приходится в вакууме. К тому же исследование поверх­ности — исключительно быстро развивающаяся область, а доступного и популярного изложения, из которого можно было бы узнать, что это такое, пока нет.

Чтобы узнать что-то об объекте, надо на него чем-то подействовать и пронаблюдать его реакцию. Например, нагреть образец и исследовать эмиттированные электроны или облучить образец ионами и исследовать выходящее из него электро­магнитное излучение. Для того чтобы метод позволил ис­следовать именно поверхность, а не объем образца, необходимо выполнение одного из двух условий: либо воздействие не должно проникать глубже поверхности (как, например, при облучении ионами), либо сигнал, поступающий от образца, должен исходить с небольшой глубины (как, например, при наблюдении эмиттированных электронов или выбитых с поверх­ности ионов).

Однако прежде чем исследовать поверхность, остановимся на принципиально важном вопросе — на ее подготовке. Надо ли чистить образец, предназначенный для исследования, и если надо, то как? Можно не делать ничего. Можно смахнуть пыль. Можно промыть водой, ацетоном, бензином, спиртом. Можно поместить в вакуум без предварительной обработки. А можно еще и нагреть. Или обработать ионной бомбардировкой, а потом опять нагреть. Как видим, методов множество.

Решение зависит от цели исследования, и далеко не всегда надо чистить до блеска и чистить вообще. Если надо узнать состав поверхности детали, то лучше взять ее непосредственно оттуда, где она работает. Если в воздухе — то из воздуха, если в воде — из воды. Исследовать тоже лучше в той же среде, ибо в чужой среде объект изменится, например в вакууме начнут удаляться летучие вещества с поверхности. Но боль­шинство методов исследования поверхности можно применить только в вакууме, а помещая образец, взятый из воздуха или воды, в вакуум, мы уже влияем на состав его поверхности. Однако это неизбежно. Зато если исследуемый образец — часть электронного прибора, работающего в вакууме и под­вергающегося нагреву и электронной бомбардировке, то вполне естественно при исследовании поместить его в вакуум, нагреть и обработать электронным пучком.

*) Бинниг Б.. Рорср Г. Растровый туннельный микроскоп — В мире науки, 1S85, № 10, с. 26-33.