найбільшого зближення і параметра співудару (прицільного відстані) b, т.е.
Цей механізм діятиме лише для електронів, вирівнюючих свою середню швидкість зі швидкістю частинки, в якій він знаходиться, тобто для пов'язаних з соударяющихся частинками електронів, а не для вільних електронів.
Хоча стан електронів в атомних остовах вузлів кристалічної решітки металу не можна розглядати такими ж, як і у ізольованих атомів, однак для електронів, крім електронів провідності, відмінності невеликі, і тому, згідно Кишинівському, процес збудження електронів всіх зон, крім зони провідності, при зіткненні іона з окремим вузлом решітки, можна розраховувати за Фірсову. Але пов'язані електрони цих зон можуть здійснювати лише междузонние переходи. В результаті зіткнення деякі електрони заповнених зон збудяться в зону провідності, а в раніше заповненої зоні з'являться дірки. Звідси безпосередньо випливає існування енергетичного порогу збудження електронів цим механізмом. Дійсно, якщо передана за час зіткнення енергія? Е (?) Навіть при?=0 (центральний удар) при деякому v0 менше ніж енергія, відповідна різниці рівня Фермі Е0 і верхньої основної зони Е2, то таке зіткнення не здатна порушити електрони цієї зони в зону провідності. Лише починаючи з v0, яким відповідає? Еmax=Е0-Е2, іони здатні порушувати електрони тіла цим механізмом. Розрахунки показують, що ймовірність порушення в області малих v0 з достатньою точністю пропорційна v02, тобто пропорційна Єр, а в області великих v0 (v0 gt; 3? 107 см/с) - пропорційна v0, тобто ЕР1/2.
. Застосування іонно-електронної емісії
Кінетична іонно-електронна емісія має численні практичне застосування. Вона використовується для контролю чистоти поверхні, реєстрації малих іонних струмів і потоків нейтральних частинок, в іонної оже-спектроскопії та електронної мікроскопії для створення електронних пучків великого перерізу, при іонно-плазмового обробці матеріалів, а також для дослідження структурно-фазових перетворень в обсязі і на поверхні твердих тіл. Іонно-електронна емісія з поверхні монокристалів може застосовуватися для вивчення поверхневої релаксації, відпалу і дифузії радіаційних порушень і закономірностей руху іонів в поверхневому шарі. Вона також дозволяє виконати точну юстировку нізкоіндексних граней кристала щодо іонного пучка.
Розглянемо коротко деякі практичні застосування іонно-електронної емісії.
. Вимірювання слабких струмів іонів і потоків нейтральних частинок. У багатьох методах і приладах вимагається вимірювання у вакуумі потоків нейтральних частинок і іонних струмів 10-16 А і менше. Найбільш часто для цих цілей використовують іонно-електронну емісію на спеціальному конверсійному електроді, електронний струм з якого потім посилюється і реєструється. Отримати кількісну інформацію за допомогою апаратури, гд?? реєструються струми електронних помножувачів, дуже важко, оскільки коефіцієнт іонно-електронної емісії залежить від багатьох параметрів. У зв'язку з цим широке поширення одержав метод вимірювання слабких потоків часток, заснований на реєстрації окремих імпульсів.
2. Растрова іонна мікроскопія. У зв'язку з розвитком техніки фокусованих іонних пучків в аналітичних приладах з такими пучками використовується режим растрової іонної мікроскопії. Растрова іонна мікроскопія (РИМ) має в порівнянні із звичайною електронної мікроскопії (РЕМ) ряд переваг по контрасту. Це ілюструється на рис.15 на якому зіставлені можливості розрізняти елементи з різним атомним номером z (алюмінію і золота) в РИМ з використанням пучка галію енергії 30 кеВ і РЕМ з пучком електронів енергії 10 кеВ. Видно, що РИМ може дати значно більше вимір контрасту кордону двох елементів за рахунок більшого, ніж в РЕМ зміни коефіцієнта? к. Кордон елементів в РИМ може бути більш різкою, ніж в РЕМ, де межа розділу розмивається через більшої розсіювання електронів.
Рис. 15 (Комп'ютерне моделювання змін коефіцієнта? К і вторинної електронної емісії? При скануванні кордону розділу золота й алюмінію відповідно пучком іонів галію енергії 30 кеВ і електронів енергії 10 кеВ)
. Контроль процесів іонного травлення шаруватих структур. Іонне травлення - видалення речовини з поверхні твердого тіла під дією іонного бомбардування. Цей процес залежить від енергії і кута падіння іонів, а також матеріалу і стану мішені. У процесі травлення в наслідок розпилення, дефектоутворення, імплантації іонів і атомів віддачі змінюється елементний склад і структура поверхні: відбувається збагачення поверхні окремим елементом, кристалізація або аморфізація поверхневого шару. Для контролю за процесом іонного травлення використовується моніторинг іонно-електронної емісії, яка змінюється стрибкоподібно при переході травлення від одного до інш...
