Явления, лежащие в основе методов исследования поверхности

В настоящем разделе кратко описаны физические явления, лежащие в основе методов исследования (анализа, диагностики) поверхности. Основное внимание при этом уделяется тем явлениям, на основе которых созданы действующие и хорошо зарекомендовавшие себя методы. В основе каждого явления лежат определенные физические процессы, наиболее важным из них посвящены разделы 4 и 5 настоящего пособия. Подчеркнем, что рассмотренные в настоящем разделе явления могут быть основой как для получения информации о поверхности, так и для работы многих приборов, в частности необходимых для формирования факторов воздействия на поверхность (например, термоэлектронная эмиссия, с одной стороны — основа определения работы выхода электрона, с другой — основа работы катода электронных пушек).

Открытие практически всех явлений, о которых пойдет речь, стало возможным благодаря бурному развитию вакуумной техники, начавшемуся в конце XIX века и продолжающемуся до сих пор. Вакуумные условия — это ключевые условия проведения эксперимента по диагностике поверхности.

Эксперимент по проведению анализа поверхности любым из методов атомной физики условно можно разделить на следующие стадии:

• 1) формирование какого-либо воздействия по поверхность (электронных, ионных, атомных, молекулярных пучков; пучков фотонов, в том числе рентгеновских; приложение к поверхности электростатического поля, нагрев поверхности);
• 2) осуществление воздействия (включение облучения, нагрева, подача напряжения и т. д.);
• 3) анализ отклика поверхности на фактор воздействия, то есть анализ характеристик вторичных или переизлученпых (отраженных) электронных, ионных, атомных потоков или потоков квантов излучения.

Отклик поверхности — это по существу обобщенное понятие явлений, о которых речь пойдет в настоящем разделе.

Параметры отклика — это суть измеряемые в эксперименте величины, напрямую связанные со свойствами и параметрами поверхности.

Необходимость применения техники высокого и сверхвысокого вакуума (СВВ), высоких и низких температур, особых условий приготовления образцов делают диагностику поверхности занятием кропотливым, трудоемким, интересным и дорогостоящим.