Принцип настройки на пик оже

Министерство Науки и Образования Российской Федерации

Новосибирский Государственный Технический Университет

«Спектральный анализ вещества»:

Настройка на пик ОЖЕ

Факультет: РЭФ

Группа: РЭ3-41

Студент: Южаков П. В., Михайленко П. С., Гаврилов Е. А.

Преподаватель: Василевский А. И.

Новосибирск 2008

Краткие теоретические сведения

В основе электронной оже спектроскопии (ЭОС) лежит принцип энергетического анализа вторичных электронов, возбуждаемых пучком электронов в точке поверхности исследуемого объекта.

Электроны, бомбардирующие поверхность объекта, вызывают вторичную эмиссию электронов. Характерный спектр энергетического распределения электронов изображен на рисунке 1.

Рисунок 1 – Характерный спектр энергетического распределения вторичных электронов: 1- максимум истинно вторичных электронов, 2- область неупруго рассеянных электронов, 3- пик упруго отраженных электронов.

На участках 1 и 2 могут быть обнаружены небольшие по амплитуде пики при определенных значениях энергий, не зависящих от энергии первичных электронов. Это пики групп электронов, образовавшихся в результате процессов оже.

Процессы появления электронов оже характеризуются следующим. При возбуждении атома (например электронным пучком) в твердом теле удаление электронов с внутренней оболочки, атом возвращается в свое первоначальное состояние путем перехода на красный свет электрона с внешних энергетических уровней. Энергия, высвобождающаяся в результате такого перехода, может выделиться в виде фотонов или электронов с энергией фотонов (оже электрон). Энергия электрона оже, определяемая межорбитальным переходом, характеризует атомный номер элемента.

Электронная оже спектроскопия основывается на селекции и регистрации пиков оже.

Принцип настройки на пик оже.

Вакуумный объем

Блок питания пушки ОЖЕ

Стабилизатор тока

На рисунке 2 представлена структурная схема оже спектрометра.

Рисунок 2 – Структурная схема оже спектрометра

Исследуемая поверхность помещается в фокальную плоскость электронной пушки. Вследствие бомбардировки электронным пучком из пушки с поверхности на цилиндрический энергоанализатор поступает поток различных по природе электронов (упруго и неупруго отражённые, вторичные, оже). На внешний цилиндр анализатора подаётся напряжение развёртки с блока развёртки, в соответствии с которым на вторичный электронный умножитель (ВЭУ) поступают электроны с определённой энергией (потенциал внутреннего цилиндра равен нулю). Остальные электроны уходят на внешний цилиндр анализатора. Следует отметить что для настройки на эталонный оже пик следует задать потенциал внешнего цилиндра соответствующий энергии первичных электронов. Энергия первичных электронов задаётся на блоке питания электронной пушки. Вторичный электронный умножитель служит для увеличения амплитуды сигнала. Для задания потенциалов ВЭУ служит блок питания анализатора. После этого сигнал поступает на дифференцирующее устройство, которое служит для того, чтобы выделить из непрерывного спектра электронов пик электронов оже. Характерный вид дифференцированного оже пика представлен на рисунке 3.

Рисунок 3 – Характерный вид дифференцированного оже пика

После того как сигнал продифференцирован он поступает на синхронный детектор, для синхронизации с развёрткой. Затем сигнал усиливается усилителем постоянного тока (УПТ), который служит также для согласования высокоомного источника тока (ВЭУ анализатора) с трактом последующего усиления сигнала. Далее сигнал поступает на блок регистрации, который в свою очередь связан с видеоконтрольным устройством, на котором мы наблюдаем сигнал с энергоанализатора.

Следует особо подчеркнуть, что основную роль в процессе получения оже спектра играет блок регистрации. При помощи этого блока задаётся модулирующее напряжение синусоидальной формы с частотой 10,3 кГц, которое подаётся на внешний цилиндр анализатора, с тем чтобы обеспечить синхронное детектирование сигнала. Также задаётся чувствительность и компенсируется сдвиг фазы сигнала, обусловленный набеганием фазы сигнала в тракте регистрации. Регулировка фазы в пределах от 0⁰ до 360⁰.

Порядок работы

1. Установить переключатель «сеть».

2. На блоке питания пушки оже (БП ПОЖЕ) установить тумблер «смещение х и у» вкл.

3. БП ПОЖЕ кнопка сеть вкл, должна зажечься лампочка.

4. 3 минуты прогрев прибора, ждем.

5. Нажать кнопку высокое вкл.

6. На блоке стабилизации тока «сеть» вкл. , лампочка должна зажечься.

7. На блоке питания анализатора «сеть» вкл., лампочка должна загореться, «высокое» вкл. лампочка должна загореться.

8. На блоке регистрации «сеть» вкл.

9. На блоке видеоконтроллера «сеть» вкл. (лампочка должна загореться).

10. На блоке видеоконтрольном (БВК) установить кнопкой «режим» - автомат. режим.

11. Нажать кнопку «сеть» вкл. блока развертки, должна загореться лампочка.

12. Установить тумблер «окно» в положение вкл.

13. Установить переключатель «режим», блока развертки в положение « ».

14. Нажать кнопку «сброс» блока развертки.

15. Нажать кнопку «установка» блока развертки.

16. Нажать кнопку «работа» блока развертки, должна загореться лампочка работа.

17. Установить переключателем «уровень» блока развертки начальный уровень показания, цифрового индикатора, равный или немного меньше уровня соответствующего началу окна.

18. Установить режим формирования пилообразного напряжения блока развертки, нажав кнопки «сканирование», «>», «<» блока.

19. Нажать кнопку «сеть» вкл. блока регистрации, должна загореться лампочка «сеть».

20. Нажать кнопку «постоянная времени», «300 МС» блока регистрации.

21. Повернуть ручку регулировки «модуляции» из крайнего левого положения вправо на 10^о…20^о.

22. Нажать любую кнопку «регулировка фазы» блока регистрации.

23. Нажать кнопку «скорость развертки», «0,5 В/С».

24. Нажать кнопку «пуск» блока развертки.

25. Добиться регистрации сигнала упруго отраженных электронов (контролируемый индикатором «выход УПТ» блока регистрации), изменяя напряжение на электродах ВЭУ ручками регулировки 5 кВ «Грубо» и «Плавно», «0…250 В» блока питания анализатора.

26. При появлении сигнала упруго отраженных электронов нажмите кнопку «стоп» блока развертки.