Главная > Физика > Основы анализа поверхности и тонких пленок
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

3.6. Форма спектра обратного рассеяния

Энергетический спектр обратного рассеяния на бесконечно толстой мишени имеет характерный склон (рис. 3.8), форму которого можно понять, исходя из соотношений между глубиной и потерями энергии и рассматривая зависимость сечения рассеяния Резерфорда от энергии.

Детектор, измеряющий обратное рассеяние, имеет телесный угол захвата , так что полное число зарегистрированных частиц , или выход рассеяния Y от тонкого слоя атомов толщиной равен

где Q — измеренное число падающих частиц, — число атомов мишени на слоя.

В случае более толстых слоев или объемных мишеней налетающие частицы могут рассеиваться на любой глубине t, что приводит к непрерывности спектра в сторону низких энергий. Выход рассеяния на тонком слое толщиной , расположенном на глубине I, задается выражением (для )

где E(t) - энергия частицы на глубине t [см. (3.18)], N — концентрация атомов. В обратном рассеянии измеряется спектр частиц, вылетающих с энергией . Чтобы получить из выражения (3.22) спектральное

Рис. 3.8. Спектр обратного рассеяния для ионов гелня с начальной энергией , налетающих на толстый образец . Сплошная линия — результаты эксперимента; штриховая линия — результаты расчета по формуле (3.25), нормированные на результаты эксперимента при энергии 1,3 МэВ.

распределение измеряемых энергий заметим, что является промежуточной энергией между и . Если обозначить через потери энергии на траектории входа, а через потери энергии на траектории выхода, то для их отношения имеем

Это отношение практически не зависит от в случае медленно меняющихся по глубине потерь энергии, как, например, для ионов гелия с энергией 2,0 МэВ. Тогда энергия Е на глубине t равна

где А — постоянная. Можно явно определить значение А; однако для мишени из тяжелых элементов выполняется и

, так что

Полученная форма спектра изображена на рис. 3.8 для начальной энергии МэВ.

Форма спектра обратного рассеяния и профили глубины могут рассчитываться на ЭВМ по специальным программам [12], которые находят применение как при моделировании эксперимента, так и при анализе результатов обратного рассеяния. Предварительные расчеты амплитуды и ширины выходного сигнала являются, в частности, хорошим путеводителем в выборе конфигурации образца и геометрии рассеяния.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление