4.9.1. Наконец, осветим поверхность - Ашкинази Л.А.

Перейдем к методам, в которых объект зонди­руется электромагнитным излучением. Основным преимущест­вом этих методов является малое, по сравнению с зондиро­ванием ионами и электронами, влияние на объект. Но даром ничто не дается — электронными и ионными пучками легче управлять (на движение заряженных частиц влияют электри­ческие и магнитные поля). А создать пучок электромагнитного излучения нужной частоты, интенсивности и диаметра не всегда просто.

На воздействие электромагнитного излучения образец может реагировать испусканием электромагнитного излучения, элект­ронов и нейтральных частиц. Испускание последних назы­вается фотодесорбцией Сам по себе квант излучения может выбить из поверхности атом только при большой энергии.

Однако квант, поглотившись, например, полупроводником, мо­жет повлиять на поведение имеющихся в нем электронов, а это,

в свою очередь, может повлечь уход с поверхности сорбиро­ванного атома.

Электромагнитное излучение может отразиться от образца, при этом коэффициент отражения зависит от свойств поверх­ности. Действительно, почему данный предмет такого цвета,

какого он есть? Молекулы краски поглощают излучение других частот, а этой — соответствующей видимому нами цве­ту — отражают. Наблюдая отраженное излучение, можно иссле­довать и очень тонкие слои сорбированных молекул, имеющие толщину вплоть до нескольких молекул, хотя это, конечно, не­просто. Влияние такого тонкого слоя на излучение мало, по­скольку молекул в нем мало. Размер анализируемого участка определяется диаметром светового пятна на поверхности и может быть доведен до единиц микрометра.

Методы, в которых и воздействие, и «отклик» есть электро­магнитные волны, могут применяться, в отличие от других методов исследования поверхности, не только в вакууме, но и в газе и в жидкости, лишь бы газ и жидкость пропускали эти волны. И если вакуум недопустимо изменяет свойства помещенного в него объекта исследования, то преимущество метода зондирования электромагнитным излучением очевидно.

Если кванты с известной энергией попадают в объект, они могут выбивать из атомов электроны, которые, в свою очередь, могут «выскакивать» в вакуум. Максимальная энергия этих электронов («фотоэлектронов») равна энергии квантов минус работа выхода. Итак, измерив энергию фотоэлектронов, можно определить работу выхода, а по ней определить состав вещества. На практике размер анализируемого участка состав­ляет обычно около 1 мм². Сам по себе пучок излучения можно сделать и тоньше, но с уменьшением анализируемой площади уменьшается сигнал (количество фотоэлектронов). А чем сигнал меньше, тем труднее его выделить из шума и тем труднее его исследовать.