4.9.2. Энергия фотоэлектронов - Ашкинази Л.А.

Заметим, что если максимальная энергия фотоэлектронов, вышедших из объекта, при фиксированной длине волны излуче­ния зависит от работы выхода, то их количество зависит, кроме интенсивности потока квантов, еще и от объемных свойств объекта. Например, от того, на какую глубину прони­кают кванты и легко ли выбраться с этой глубины фотоэлектронам.

Однако информацию несет не только максимальная энергия фотоэлектронов, но и зависимость их количества от энергии, или их «спектр». Но прежде надо понять, с каких оболочек атомов выбиты эти электроны — а это зависит от того, чем облу­чается объект.

Пусть мы имеем кванты с энергией 10—40 эВ, что соответ­ствует длине волны 120 — 30 нм. Излучение с такой длиной волны называют «вакуумным ультрафиолетовым излучением». Дело в том, что это излучение сильно поглощается возду­хом, поэтому приборы, его использующие, помещают в ва­куум. Соответствующий метод исследования называется ультра­фиолетовой электронной спектроскопией

При облучении квантами указанной энергии из атомов могут удаляться только электроны из внешних (валентных) оболочек, поэтому метод применяется для исследования атомов, сорбированных на поверхностях. Если же это кванты с энер­гией 1,2—1,5 кэВ, что соответствует длине волны около 1 нм (рентгеновское излучение), то соответствующие электроны вы­ходят из внутренних оболочек. Вычитая из энергии кванта энергию вышедшего электрона, можно определить энергию связи соответствующей оболочки и узнать, какие атомы имеются на поверхности образца.

С помощью рентгеновского излучения можно анализировать участки поверхности около 1 мм². При этом разрешающая способность метода по толщине такова: минимум глубины проникновения рентгеновского излучения составляет около 0,1 мм, а минимум глубины выхода фотоэлектронов равен длине свободного пробега электронов, которая значительно меньше 0,1 мм и зависит от энергии электронов (рис. 42).

Увеличить разрешающую способность метода, т. е. умень­шить анализируемую глубину, можно. Для этого лучше исследовать электроны, вылетающие из объекта не перпендикулярно к поверхности, а под малым углом (рис. 43). Под такими углами из объекта имеют шансы выбраться только электроны, выбитые из атома, находящегося на малой глубине, т. е. практически на поверхности.