Новости

Новости

Структура поверхности


Структуру поверхности позволяет наблюдать дифракция медленных электронов (ДМЭ, LEED — low energy electron diffraction). При ускоряющем напряжении 10...10в3 В электроны проникают в металл лишь на глубину в несколько межатомных расстояний, и потому картина их дифракции отражает строение решетки лишь в этом поверхностном слое. По смещению дифракционных пятен электронограммы находят изменение межатомных расстояний в ближайших к поверхности атомных слоях, по расщеплению пятен - реконструкцию поверхности, по изменению интенсивности отражений с температурой — амплитуды тепловых колебаний атомов поверхности. (При этом, несмотря на глубокий вакуум, постоянно есть риск искажения картины дифракции от адсорбции на поверхности остаточных газов).
Коэффициент преломления в твердых телах для света л = 1 + 5, где b ~ 1, а для рентгеновских лучей n = 1 — b, где b ~ 10в-5. Для света существует полное внутреннее отражение: световод не выпускает в воздух лучи, падающие на поверхность раздела под малым углом 0. Аналогично, для рентгеновских лучей возможно полное внешнее отражение: скользящий под малым углом 0 ~ b луч не проникает в вещество (точнее — проникает на глубину порядка длины волны излучения Л ~ b — на 1...2 атомных слоя). Поэтому рентгенограмма в режиме полного внешнего отражения (в скользящем пучке) дает картину дифракции от почти моноатомного поверхностного слоя, а, например, по размытию ее рефлексов с температурой можно судить о тепловых колебаниях атомов на поверхности. Поскольку отражающий слой очень тонкий, для таких измерений нужен мощный рентгеновский источник — обычно это синхротронный пучок от ускорителя.
Попутно по изменению полного внешнего отражения с углом падения 0 можно судить о шероховатости поверхности в таких масштабах: например, по изменению интенсивности отражения в диапазоне углов 0 ~ 6'...3° измерена среднеквадратичная шероховатость поверхности воды 0,32 нм - немногим больше диаметра молекулы (0,276 нм).
Изменения в состоянии поверхности (в том числе in situ)— ее рельефа, адсорбированых монослоев примеси, появления пленки соединений обнаруживает эллипсометрия, регистрирующая интенсивность и поляризацию отраженного поверхностью света в зависимости от углов падения и отражения.