нации актов парного рассеяния на цепочке атомов, приводящие к одному и тому же суммарному углу рассеяния, но разным потерям энергии. Это приводит к появлению так называемой петли рассеяния в зависимости энергии рассеявшегося иона от угла рассеяния (рис.4.15). Нижняя часть петли рассеяния соответствует псевдобинарным актам рассеяния, потери энергии для которых близки к потерям энергии при однократном рассеянии, в то время как верхняя часть петли связана с двукратным соударением. Особенностью зависимости, представленной на рис.4.15, является также наличие минимального и максимального углов рассеяния при малых углах скольжения. Наличие минимального угла рассеяния обусловлено существованием минимального возможного угла скользящего выхода при многократном рассеянии, а наличие максимального угла рассеяния – невозможностью лобового удара при скользящем падении, который мог бы привести к большому углу рассеяния. С увеличением угла скольжения ограничение на угол рассеяния сверху исчезает.
4.6.3. Применение метода СРМИ для определения степени покрытия поверхности
Ввиду чувствительности спектроскопии рассеяния медленных ионов к элементному составу верхнего атомного слоя поверхности данный метод может успешно использоваться для определения степени покрытия поверхности подложки адсорбированными или осажденными атомами.
При постоянном токе падающих ионов степень покрытия θ выражается как отношение интенсивности линии рассеяния ионов на адсорбированных/осажденных атомах I (θ) к интенсивности спектральной линии рассеяния на сплошной пленке того же вещества (т.е. при монослойном покрытии) I ∞ :
θ = I (θ) / I ∞ . |
(4.13) |
Скорость роста интенсивности спектральной линии адсорбата/конденсата при осаждении и скорость затенения линии подложки позволяет также определить характер роста конденсата.
170
Рис. 4.16. Зависимости нормированной на сигнал от чистой подложки интенсивности линий Ti от степени покрытия подложки пленкой металла для систем Cu, Fe, Cr и Hf на поверхности TiO2(110), иллюстрирующие различные механизмы роста островковых пленок. Справа схематически представлены модели роста пленок для исследованных металлов 34)
Как известно35), в зависимости от соотношения свободных поверхностных энергий границ раздела конденсат-вакуум, подложкавакуум и конденсат-подложка (или, что эквивалентно, от соотношения энергий взаимодействия между атомами конденсата друг с
другом Ec−c и с атомами подложки Ec−s ), существует три механизма роста тонких пленок: островковый рост (механизм Фолмера– Вебера), реализующийся при Ec−c > Ec−s ; послойно-островковый
рост (механизм Франка – Ван–дер–Мерве), когда сначала идет образование одного или нескольких сплошных слоев конденсата, на поверхности которых затем происходит островковый рост, и послой-
ный рост (механизм Странского–Крастанова) при Ec−c < Ec−s .
При послойном росте зависимость интенсивности спектральных линий адсорбата/конденсата и подложки от степени заполнения поверхности является линейной, и при достижении θ =1 линия от атомов подложки полностью исчезает. При островковом росте затенение сигнала подложки происходит значительно медленнее.
34) Ch.T. Campbell // Surf. Sci. Rep. 27 (1997) p.1.
35) См.: Е. М. Лифшиц, Л. П. Питаевский, Физическая кинетика, Наука,
Москва (1979).
171