СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Факультет електроніки та інформаційних технологій

Кафедра прикладної фізики

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до практичних і семінарських занять з дисципліни

Електронно-зондові прилади

для студентів напряму підготовки 0908 «Електронні пристрої та системи»

за спеціальністю 6.090802 – «Електронні прилади і пристрої»,

Укладач, д.ф.-м.н., професор Чорноус А.М.

Суми – 2009 р.

Практична робота 1

Загальна характеристика процесу розсіювання висоенергетичних

електронів у твердому тілі

Питання семінару

1. Поняття про розсіювання.

2. Пружнє розсіювання.

3. Непружнє розсіювання.

4. Втрата енергії електронами пучка.

5. Поняття про область взаємодії електронів з твердим тілом.

6. Розрахунки параметрів області взаємодії методом Монте-Карло.

7. Залежність розміру області взаємодії від параметрів пучка та мішені.

8. Довжина пробігу електронів.

Задачі

№№ 1-12 на стор. 51-52 навчального посібника [1].

1. Визначити ймовірність пружного розсіювання електронів з енергією 20 кеВ та ефективний радіус атома при цій взаємодії на кути більше 2; 4; 6; 8; 10; 45; 90; 100; 120; 180^оу мішенях з: Al, Ti, V, Fe, Co, Ni та Cu. Побудувати графіки залежностіQ(_П) та r_еф(_П).

2. Знайти середню довжину вільного пробігу електронів енергією Е = 30 кеВ при пружному розсіюванні у мішенях з: Al, Ti, V, Fe, Co, Ni та Mo.

3. Розрахувати швидкість втрати енергії електроном пучка з початковою енергією 40 кеВ у мішенях з: C, Si, Cr та Mo

4. Яку енергію Ебуде мати електрон пучка з початковою енергієюЕ_о = 30 кеВ після проходження плівки Cr товщиноюd = 50 нм?

5. Яку середню енергію може втратити електрон при шестикратній непружній взаємодії у мішені з Co?

6. У скільки разів гальмівна здатність ізотопу урану U²³⁵більша ніж для U²³⁸ при бомбардуванні мішені пучком електронів з енергією 16 кеВ?

7. Яку прискорюючу напругу необхідно прикласти між анодом і катодом електронно-променевої гармати, щоб середня довжина вільного пробігу електрона у мішені з Ni склала 7 нм?

8. Які максимальну енергію передає пучок електронів з струмом і_з= 10^-5А за часt= 2 секунди прискорений електростатичним полем з напругою 75 кВ плівці V товщиноюd=30 нм?

9. У скільки разів розмір області взаємодії більший довжини вільного пробігу при пружній взаємодії електрона з енергією 20 кеВ? Побудувати залежність відношення R/від атомного номераZ, попередньо отримавши вираз у виглядіR/=СZⁿ(С-стала, яка об’єднує всі константи і дані умови задачі).

10. Відомо, що для мішені з Al гальмівна здатність більша у два рази, ніж для мішені з Au. Визначити у скільки разів є більшою довжина пробігу згідно Бенте для Al ніж для Au при одній і тій прискорюючій напрузі?

11. Зобразити профіль області взаємодії на ідеальній міжі розділу двох матеріалів у різко відмінними атомами номерами. Пояснити результат. Діаметр пучка набагато більший ніж ширина міжфазної межі.

12. Побудувати сімейство залежностей розміру області взаємодії від виду матеріалу мішені (Z) при фіксованих значеннях енергії пучка: 5; 15; 25; 45 кеВ у мішенях з C, Ti, Cr, Fe, Mo та Pb.

Значення густини деяких хімічних елементів

Хімічний елемент	ρ, г/см^3		Хімічний елемент	ρ, г/см^3
Li	0,53		Ge	5,23
C	2,2		As	5,73
Na	0,97		Y	4,55
Mg	1,74		Zr	6,49
Al	2,71		Mo	10,2
Si	2,3		Rn	11,9
P	2,2		Pb	12,02
S	2,1		Ag	10,49
K	0,90		Cd	7,3
Ca	1,55		Sn	5,75
Sc	3,04		Sb	6,69
Ti	4,5		Te	6,25
V	6,1		Ta	16,6
Cr	7,16		W	19,23
Mn	7,46		Re	20,9
Fe	7,86		Pt	21,5
Co	8,86		Au	19,3
Ni	8,96		Bi	9,84
Cu	8,92		U	19,5
Zn	7,14

Практична робота 2