ОЖЕ́-СПЕКТРОСКОПИ́Я

ОЖЕ́-СПЕКТРОСКОПИ́Я, раз­дел элек­трон­ной спек­тро­ско­пии, в ко­то­ром изу­ча­ют­ся энер­ге­тич. спек­тры элек­тро­нов, ис­пус­кае­мых в ре­зуль­та­те оже-эф­фек­та. Осн. за­да­чи О.-с.: эле­мент­ный ана­лиз ве­ществ и изу­че­ние меж­атом­но­го взаи­мо­дей­ст­вия. Т. к. энер­гия оже-элек­тро­на за­ви­сит от ха­рак­те­ри­стик ис­пус­тив­ше­го его ато­ма, по­ло­же­ние оже-ли­ний в энер­ге­тич. спек­тре элек­тро­нов по­зво­ля­ет иден­ти­фи­ци­ро­вать при­сут­ст­вие в ис­сле­дуе­мом об­раз­це то­го или ино­го хи­мич. эле­мен­та. Ко­ли­че­ст­вен­ный эле­мент­ный ана­лиз про­во­дит­ся по ин­тен­сив­но­сти оже-ли­ний пу­тём срав­не­ния по­лу­чен­но­го спек­тра с эта­лон­ным. Про­яв­ле­ния меж­атом­ных взаи­мо­дей­ст­вий изу­ча­ют по сдви­гам и уши­ре­ни­ям оже-ли­ний взаи­мо­дей­ст­вую­щих атом­ных сис­тем.

Пер­вые оже-спек­тро­мет­ры поя­ви­лись в 1960-х гг. Осн. тех­нич. про­бле­мой, ко­то­рую тре­бо­ва­лось ре­шить при их соз­да­нии, яв­ля­лась про­бле­ма вы­де­ле­ния оже-ли­ний в спек­тре. Слож­ность за­клю­ча­лась в том, что ин­тен­сив­ность ли­ний не­уп­ру­го рас­се­ян­ных элек­тро­нов мо­жет на 2–3 по­ряд­ка пре­вы­шать ин­тен­сив­ность оже-ли­ний. Ны­не эта за­да­ча ре­ша­ет­ся при по­мо­щи ана­ли­за пер­вой про­из­вод­ной энер­ге­тич. спек­тра, что по­зво­ля­ет эф­фек­тив­но уби­рать по­сто­ян­ную со­став­ляю­щую спек­тра и вы­де­лять оже-ли­нии.

Оже-спек­тро­метр со­сто­ит из бло­ка ми­ше­ни, со­дер­жа­ще­го ис­сле­дуе­мые об­раз­цы, и ана­ли­за­то­ра ис­пу­щен­ных элек­тро­нов – элек­трон­но­го спек­тро­мет­ра. На­чаль­ные внутр. ва­кан­сии в ато­мах ис­сле­дуе­мо­го ве­ще­ст­ва соз­да­ют­ся в ре­зуль­та­те об­лу­че­ния ми­ше­ни рент­ге­нов­ским из­лу­че­ни­ем или пуч­ком ус­ко­рен­ных час­тиц – элек­тро­нов (см. Элек­трон­ная пуш­ка) или ио­нов. Энер­ге­тич. спектр оже-элек­тро­нов, ис­пу­щен­ных ми­ше­нью, ре­ги­ст­ри­ру­ет­ся элек­трон­ным спек­тро­мет­ром и срав­ни­ва­ет­ся с эта­лон­ным.

В ка­че­ст­ве ис­сле­дуе­мых об­раз­цов ча­ще все­го ис­поль­зу­ют­ся твёр­дые те­ла и га­зы. Вслед­ст­вие не­уп­ру­го­го взаи­мо­дей­ст­вия элек­тро­нов с ато­ма­ми ве­ще­ст­ва в твёр­дых те­лах дли­на сво­бод­но­го про­бе­га элек­тро­нов с энер­гия­ми 10–1000 эВ со­став­ля­ет неск. атом­ных сло­ёв. Та­ким об­ра­зом, О.-с. по­зво­ля­ет ис­сле­до­вать лишь тон­кий слой, ле­жа­щий у по­верх­но­сти об­раз­ца. Тол­щи­на это­го слоя оп­ре­де­ля­ет­ся глу­би­ной, с ко­то­рой оже-элек­трон мо­жет дой­ти до по­верх­но­сти и по­ки­нуть об­ра­зец.

В ря­де слу­ча­ев оже-спектр мо­жет не­сти ин­фор­ма­цию о свой­ст­вах са­мой по­верх­но­сти. В та­ких ис­сле­до­ва­ни­ях блок ми­ше­ни дол­жен на­хо­дить­ся в ус­ло­ви­ях сверх­вы­со­ко­го ва­куу­ма (10^–6–10^–8 Па) для пре­дот­вра­ще­ния об­ра­зо­ва­ния слоя ад­сор­би­ро­ван­но­го га­за. Оже-спек­тро­мет­ры, пред­на­зна­чен­ные для ана­ли­за га­зов, име­ют ва­ку­ум­ную сис­те­му с диф­фе­рен­ци­аль­ной от­кач­кой, ко­то­рая по­зво­ля­ет по­лу­чить низ­кое дав­ле­ние (10^–6 Па) в из­ме­рит. ка­ме­ре при от­но­си­тель­но вы­со­ком дав­ле­нии (1–10 Па) в бло­ке ми­ше­ни. В свя­зи с не­об­хо­ди­мо­стью соз­да­ния низ­ко­го дав­ле­ния в из­ме­рит. ка­ме­ре ис­сле­до­ва­ние жид­ких об­раз­цов пред­став­ля­ет серь­ёз­ную про­бле­му, т. к. дав­ле­ние на­сы­щен­но­го па­ра над по­верх­но­стью жид­ко­сти мо­жет дос­ти­гать 10⁴–10⁵ Па.

Точ­ные дан­ные о струк­ту­ре по­верх­но­сти ис­сле­дуе­мо­го об­раз­ца осо­бен­но важ­ны в свя­зи с раз­ви­ти­ем на­но­тех­но­ло­гий. Ска­ни­ро­ва­ние по­верх­но­сти об­раз­ца ост­ро сфо­ку­си­ро­ван­ным элек­трон­ным пуч­ком да­ёт воз­мож­ность ана­ли­зи­ро­вать при по­мо­щи О.-с. эле­мент­ный со­став по­верх­но­ст­ных сло­ёв с суб­мик­рон­ным про­стран­ст­вен­ным раз­ре­ше­ни­ем.