Упругое и неупругое взаимодействие электронов средних энергий с поверхностью твердого тела тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.04, кандидат наук Пронин, Владимир Петрович

• Пронин, Владимир Петрович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Пронин, Владимир Петрович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ УПРУГО И НЕУПРУГО ОТРАЖЕННЫХ ЭЛЕКТРОНОВ ПОВЕРХНОСТЬЮ КОНДЕНСИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА

1.1. Экспериментальная методика исследования упругого

и неупругого отражения электронов приборами первого поколения

1.2. Экспериментальная методика исследования упругого

и неупругого отражения электронов приборами второго

поколения

1.2.1. Экспериментальный вакуумный прибор

1.2.2. Электронная пушка

1.2.3. Мишень

1.2.4. Система вращения детектора-анализатора

1.2.5. Анализ электронов по энергии и углам рассеяния

1.2.5.1. Малогабаритный анализатор с задерживающим полем

1.2.5.2. Дисперсионный анализатор

1.3. Детектор электронов

1.4. Экспериментальный прибор третьего поколения для комплексного исследования дифференциальных

и интегральных характеристик взаимодействия электронов

с твёрдым телом

1.5. Компенсация магнитного поля

1.6. Исследуемые материалы и испарители

1.7. Погрешности измерений угловых распределений эмитированных поверхностью электронов

Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ЭЛЕКТРОНОВ, УПРУГО ОТРАЖЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЬЮ ТВЕРДОГО ТЕЛА

2.1. Исследование пространственных распределений УОЭ

при нормальном падении электронов на мишень

2.2. Зависимость угловых распределений УОЭ от угла падения электронов на мишень

2.3. Измерение абсолютных интенсивностей УОЭ в узком телесном угле

2.4. Упругое рассеяние электронов при адсорбции Au на Ве

и Ве на Au. Пробеги упруго рассеянных электронов

Глава 3. МОДЕЛИ УПРУГОГО ОТРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ ПОВЕРХНОСТЬЮ КОНДЕНСИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА

3.1. Аналитические модели упругого отражения электронов поверхностью конденсированного состояния вещества

3.2. Статистические модели упругого отражения электронов

3.3. Упругое рассеяние электронов на атомах твердого тела

3.4. Сравнение экспериментальных и расчетных результатов

угловых распределений УОЭ конденсированными средами

3.5. Расчет сечений упругого рассеяния электронов на атомах

золота

3.6. Определение роли однократного рассеяния в формировании коэффициента упругого отражения электронов поверхностью твердого тела

Глава 4. СПЕКТРОСКОПИЯ УПРУГОГО ОТРАЖЕНИЯ

ЭЛЕКТРОНОВ С РАЗРЕШЕНИЕМ ПО УГЛУ

4.1. Аналитические возможности спектроскопии упругого отражения с разрешением по углу

4.2. Определение внутреннего потенциала вещества

4.3. Определение длины свободного пробега электронов относительно неупругого взаимодействия

4.4. Определение вероятности поверхностных потерь

4.5. Спектроскопия упругого отражения электронов

для определения элементного состава приповерхностной области твердого тела

4.6. Определение концентрации элементов многокомпонентных образцов с разрешением по глубине

4.7. Чувствительность спектроскопии упругого отражения электронов для определения элементного состава приповерхностного слоя твердого тела

4.8. Разработка тестовых образцов для спектроскопии упругого отражения электронов и методика калибровки электронных спектрометров

4.9. Возможности спектроскопии упруго рассеянных электронов

в растровой электронной микроскопии

Глава 5. НЕУПРУГОЕ ОТРАЖЕНИЕ ЭЛЕКТРОНОВ

ОТ ПОВЕРХНОСТИ КОНДЕНСТРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА

5.1. Пространственное и энергетическое распределения неупруго отраженных электронов поверхностью конденсированного состояния вещества

5.2. Спектроскопия характеристических потерь энергии электронов для анализа электронной структуры твердого

тела

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Моделирование рассеяния электронов

поверхностью конденсированного тела методом Монте-Карло

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Программа расчета интегральных и дифференциальных характеристик потока электронов, упруго отраженных поверхностью многокомпонентного твердого тела

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Упругое и неупругое взаимодействие электронов средних энергий с поверхностью твердого тела»

ВВЕДЕНИЕ

Важнейшим направлением современной науки является формирование и исследование низкоразмерных, наноразмерных систем. Развитие нанотехнологий невозможно без совершенствования методов диагностики наносистем, среди которых наиболее информативными являются методы электронной спектроскопии и электронной микроскопии: Оже-электронная спектроскопия, спектроскопия характеристических потерь энергии, фотоэлектронная спектроскопия, электронная дифрактометрия, растровая электронная микроскопия и пр. Все эти методы, так или иначе, базируются на двух элементарных процессах взаимодействия электронов с веществом - процессах упругого и неупругого рассеяния, которые определяют транспорт электронных потоков в конденсированных средах, в частности глубину проникновения электронов, пространственные и энергетические распределения проникающих в мишень электронов.

Без количественного описания этих элементарных процессов взаимодействия электронов с твердым телом принципиально невозможно решать проблемы диагностики среды методами электронной спектроскопии и микроскопии. Так, широко распространенные методы определения элементного состава приповерхностной области твердого тела, основанные на Оже-электронной и рентгеновской флуоресцентной спектроскопии, в общем случае являются качественными методиками в связи с неопределенностью целого ряда факторов, в частности фактора обратного рассеяния электронов, который в значительной степени определяет генерацию регистрируемого сигнала. Остается открытым также вопрос о глубине диагностики, связанный с длинами свободных пробегов электронов относительно упругого и неупругого взаимодействия. Теоретические модели, описывающие эти взаимодействия, как правило, не имеют прямого экспериментального подтверждения.

Диссертационная работа посвящена в первую очередь экспериментальным исследованиям наиболее информативных дифференциальных по

углу характеристик упругого и неупругого отражения электронов приповерхностной областью конденсированного состояния вещества, информация о которых до проведения настоящего исследования практически отсутствовала, и разработке на этой основе моделей упругого отражения электронов. Исследование проведено в области средних энергий электронов - сотни эВ - единицы кэВ, в которой глубина анализа находится в пределах от долей до десятков нанометров. Такой диапазон энергий является наиболее предпочтительным для диагностики наноструктур, в том числе и приповерхностной области твердого тела. На основе полученных результатов в работе развивается новый вид электронной спектроскопии, позволяющий получать количественную информацию о приповерхностной области твердого тела - спектроскопия упругого отражения электронов с разрешением по углу, и анализируются возможности этого метода при диагностике наноразмерных структур методами растровой электронной микроскопии.

В работе объединены результаты исследований, полученные автором с коллегами в течение более сорока лет работы в лаборатории эмиссионной электроники РГПУ им. А.И. Герцена.

Проблема исследования - развитие методов диагностики твердого тела на основе изучения элементарных процессов взаимодействия электронов с его приповерхностной областью.

Целью настоящей работы является экспериментальное и теоретическое исследование процессов упругого и неупругого отражения электронов в среднем диапазоне энергий от поверхности конденсированного состояния вещества и формирование на этой основе количественной методики диагностики приповерхностной области твердого тела.

Объектами исследования служили в основном нанесенные термическим распылением на аморфные подложки в условиях сверхвысокого вакуума металлические пленки.

В диссертационном исследовании решались следующие задачи:

1) разработка и апробация экспериментальных методик, позволяющих исследовать интегральные и дифференциальные по углу характеристики упругого и неупругого отражения электронов поверхностью твердого тела;

2) экспериментальное исследование интегральных и дифференциальных по углу характеристик упругого и неупругого отражений электронов приповерхностной областью конденсированного состояния вещества;

3) развитие моделей, обеспечивающих расчет интегральных и дифференциальных по углу коэффициентов упругого отражения электронов;

4) разработка и апробация неразрушающих методов диагностики элементного состава приповерхностной области твердого тела с разрешением по глубине на основе спектроскопии упругого отражения с разрешением по углу;

5) определение на основе спектроскопии упругого отражения с разрешением по углу параметров приповерхностной области твердого тела, в том числе длины пробега электронов относительно неупругого взаимодействия, вероятности поверхностных потерь, внутреннего потенциала вещества.

6) исследование возможностей спектроскопии упругого отражения электронов для диагностики приповерхностной области методами растровой электронной микроскопии.

Новизна представленных результатов

В отличие от предыдущих исследований, посвященных в основном изучению интегральных характеристик упругого отражения электронов, разработана экспериментальная методика, позволяющая в одном измерительном пространстве определять интегральные и дифференциальные по углу абсолютные значения интенсивностей пучка упруго отраженных электронов (УОЭ) от поверхности твердого тела.

Впервые проведено систематическое экспериментальное исследование угловых распределений электронов, упруго отраженных приповерхностной областью твердого тела в широком диапазоне энергий электронов, углов их падения и атомных номеров веществ, и установлены основные закономерности этих характеристик. Впервые установлена роль однократного рассеяния в формировании коэффициентов упругого отражения электронов твердым телом.

Впервые предложена неразрушающая методика спектроскопии упругого отражения электронов с разрешением по углу, позволяющая определять комплекс характеристик приповерхностной области твердого тела, включающий количественный анализ элементного состава с разрешением по глубине, внутренний потенциал вещества, вероятность поверхностных потерь, длину пробега электронов относительно неупругого взаимодействия.

Впервые проведено систематическое исследование дифференциальных характеристик неупруго отраженных электронов (НОЭ) в средней области энергий электронов в широком диапазоне углов их падения на мишень для веществ от бериллия до свинца, установлено явление анизотропии спектров НОЭ.

Теоретическая значимость работы определяется тем, что в ней развиты теоретические представления об упругом отражения электронов средних энергий от поверхности твердого тела, основанные на модели кратного упругого рассеяния электронов на отдельных атомах твердого тела с учетом специфических твердотельных эффектов, включающих объемное и поверхностное ослабление электронных потоков и их преломление на границе твердое тело — вакуум. Развитые модели обеспечивают количественное согласие расчетов с экспериментальными результатами. В случае золота, для которого экспериментальные результаты существенно отличались от расчетных на основе дифференциальных сечений упругого рассеяния, известных из литературы, проведены

собственные расчеты дифференциальных сечений упругого рассеяния, позволившие обеспечить согласование экспериментальных результатов с расчетными. Результаты экспериментальных исследований дифференциальных характеристик неупругого отражения электронов дают обширный материал для развития теории неупругого взаимодействия электронов с твердым телом.

Практическая значимость работы определяется тем, что в ней определены: 1) аналитические возможности спектроскопии упругого отражения электронов с разрешением по углу как количественного неразрушающего метода диагностики приповерхностной области твердого тела, 2) длины свободного пробега электронов относительно неупругого взаимодействия, вероятности поверхностных потерь и внутренний потенциал для исследованных веществ; 3) возможности растровой электронной микроскопии в режиме регистрации электронов с селекцией по энергиям для количественной диагностики элементного состава с наноразмерным разрешением. Полученные результаты могут быть использованы при разработке нового диагностического оборудования в области физики поверхности. Результаты работы могут быть также использованы в учебном процессе при подготовке магистрантов и аспирантов в области физики конденсированного состояния.

Достоверность и обоснованность полученных результатов и выводов обеспечивалась адекватностью экспериментальных методик поставленным задачам, корректным учетом систематических ошибок измерений, воспроизводимостью результатов исследований, использованием для интерпретации экспериментальных результатов современных модельных представлений, а также непротиворечивостью полученных результатов имеющимся литературным данным по проблеме исследования.

Личный вклад автора. В совместных с сотрудниками работах автору принадлежат основные идеи научных исследований, идеи разработки и

изготовления экспериментальных приборов, проведение большинства экспериментов и расчетов, а также обобщение полученных результатов.

Положения, выносимые на защиту:

1. Пространственные распределения упруго отраженных электронов для всех веществ от Х = Л до Ъ = 82 имеют немонотонный характер, определяемый энергией электронов и атомным номером вещества, и их ход для электронов средних энергий коррелирует с кривыми дифференциальных сечений упругого рассеяния электронов на отдельных атомах.

2. Адекватной моделью, количественно описывающей явление упругого отражения электронов приповерхностной областью твердого тела в диапазоне средних энергий, является модель кратного упругого рассеяния электронов на отдельных атомах твердого тела с учетом эффектов ослабления их интенсивности за счет объемных и поверхностных потерь энергии и преломления электронной волны на границе твердое тело - вакуум.

3. Изменение потенциалов взаимодействия электронов с атомами твердого тела по сравнению с их потенциалами взаимодействия с изолированными атомами не влияет существенным образом на характеристики упругого отражения электронов для больших углов рассеяния.

4. Вклад однократно рассеянных электронов в коэффициент их упругого отражения определяется веществом мишени, энергией электронов, имеет немонотонную зависимость от угла рассеяния, изменяясь от 3% в минимумах углового распределения до 70% - в максимумах.

5. Анализ пространственных распределений упруго отраженных электронов является экспериментальной основой спектроскопии, позволяющей получать комплекс характеристик приповерхностной области твердого тела, включающий распределение элементного состава приповерхностной области образца с разрешением по глубине, длину пробега электронов относительно неупругого взаимодействия, вероятность поверхностных потерь, внутренний потенциал.

6. Пространственные распределения неупруго отраженных электронов для широкого класса веществ от Z = 4 до Z = 82 имеют немонотонный характер, определяемый структурой пространственного распределения упруго отраженных электронов, зависят от величины потери энергии, и при больших потерях близки к косинусоидальным.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены на следующих конференциях:

- XV, XVI, XIX, XX, XXI Всесоюзных конференциях по эмиссионной электронике (Киев, 19-22 ноября 1973 г.; Махачкала, 8-11 сентября 1976 г.; Ташкент, 18-21 сентября 1984 г.; Киев, 17-19 ноября 1987 г.; Ленинград, 29-31 января 1991 г.);

- Всесоюзных симпозиумах по вторичной и фотоэлектронной эмиссии (Москва, 24-26 апреля 1972 г.; Москва, 10-13 марта 1978 г.);

- IV Всесоюзном симпозиуме по современным проблемам физики вторичной и фотоэлектронной эмиссии (Ленинград, 17-19 марта 1981 г.);

- VI Всесоюзном симпозиуме по вторично-электронной, фотоэлектронной эмиссии и спектроскопии поверхности твердого тела (Рязань, 10-12 сентября 1986 г.);

- I школе «Взаимодействие электронов малых и средних энергий с твердым телом» (Ростов на Дону, 11-18 сентября 1988 г.);

- Всесоюзной конференции «Поверхность-89» (Черноголовка, 4-6 июля 1989 г.);

- VII Всесоюзном симпозиуме по вторичной электронной, фотоэлектронной эмиссиям и спектроскопии поверхности твердого тела (Ташкент, 7-9 июня 1990 г.);

- XXII конференции по эмиссионной электронике (Москва, январь 1994 г.);

- XXIII International Conference on Photonic Electronic and Atomic Collisions (Stockholm, Sweden, 23.07-29.07.2003 г.);

- конференции «Conference on Electronic Spectroscopy and Structure» («ICESS-10»), (Brazil, 28.08-01.09.2006 г.);

- IX Международной конференции «Физика в системе современного образования» («ФССО-07»), (Санкт-Петербург, 4-8 июня 2007 г.);

- Международной конференции «Наноразмерные системы» (НАНСИС-2007), (Киев, 21-23 ноября 2007 г.);

- XXII Российской конференции по электронной микроскопии (ЭМГ-2008), (Черноголовка, 2-6 июня 2008 г.);

- XI международной конференции «Физика диэлектриков» («Диэлектрики-2008»), (Санкт-Петербург, 3-7 июня 2008 г.);

- X международной учебно-методической конференции «Современный физический практикум» (Астрахань, 16-19 сентября 2008 г.);

- 8, 10, 11, 12-ой Всероссийских с международным участием научно-технических конференциях «Быстрозакаленные материалы и покрытия» (Москва, 30 ноября-1 декабря 2009 г.; Москва, 29-30 ноября 2011г.; Москва, 27-28 ноября 2012 г.; Москва, 26-27 ноября 2013 г.);

- l"st international conference. Nanomaterials: Applications & properties (NAP-2011) (Alushta, Crimea, 27-30 сентября 2011 г.);

- XXVII International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions (ICPEAC 2011), 2011 г.;

- 6-ой международной конференции по физической электронике (Ташкент, Узбекистан, 23-25 октября 2013 г.);

- XVIII Российском симпозиуме по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования твердого тела (Черноголовка, 3-7 июня 2013 г.);

- 21-ой Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Вакуумная техника и технологии - 2014» (Санкт-Петербург, 17-19 июня 2014 г.).

Глава 1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ УПРУГО И НЕУПРУГО ОТРАЖЕННЫХ ЭЛЕКТРОНОВ ПОВЕРХНОСТЬЮ КОНДЕНСИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА

Исследование пространственного и энергетического распределения отраженных электронов проводилось нами в приборах нескольких типов. На первом этапе использовался прибор с относительно низким пространственным и энергетическим разрешением, представленный в п. 1.1. На втором этапе были разработаны вакуумные приборы, позволяющие получать высокое пространственное и энергетическое разрешение электронных спектров, однако не обеспечивающие получение абсолютных значений коэффициентов упругого отражения в узком телесном угле (п. 1.2). Наконец, на третьем этапе был разработан и сконструирован сверхвысоковакуумный прибор на основе сверхвысоко-вакуумной установки УСУ-4, позволяющий измерять абсолютные интенсивности отраженных электронов и обеспечивающий решение задач количественной спектроскопии УОЭ (п. 1.3).

1.1. Экспериментальная методика исследования упругого и неупругого отражения электронов приборами первого поколения

Первые исследования пространственных распределений отраженных электронов проводились нами в приборе, конструкция которого представлена на рис. 1.1. Прибор представлял собой стеклянную сферу диаметром 160 мм, внутренняя поверхность которой, покрытая проводящим слоем никеля, служила коллектором электронов.

Рис. 1.1 - Экспериментальный прибор. К - коллектор; С1 - антидинатронная сетка; С2 - сеточка под потенциалом мишени; Т - молибденовые выводы; П - стеклянная мишень с патрубком для заливки жидкого кислорода в мишень; Ш - шлифовое сочленение;

3 - магнитные заслонки; М - молекулярные пушки; ЦФ - цилиндры Фарадея; ЦФ1 - цилиндр Фарадея для установки угла;

Г - геттер; ЭП - электронная пушка

Внутри прибора помещалась сферическая антидинатронная сетка С] диаметром 140 мм и прозрачностью 80%, электронная пушка, поворотная охлаждаемая жидким азотом мишень и молекулярные пушки. Для измерения пространственных распределений отраженных от мишени электронов использовались 14 цилиндров Фарад ея, расположенных в отростках стеклянной сферы на угловых расстояния 15° друг от друга.

Апертура цилиндров Фарадея составляла 8°. Анализ электронов по энергиям как в интегральном, так и в дифференциальном режимах, проводился по кривым задержки тока коллектора и токов цилиндров Фарадея при подаче задерживающего потенциала на антидинатронную сетку. Для обеспечения сферичности задерживающего поля мишень окружалась сферической сеточкой С2 диаметром 15 мм.

Интенсивности электронных потоков регистрировались электрометрами У1-2, энергетические спектры (как интегральные, так и в узком телесном угле) записывались на автоматических потенциометрах ПДС.

Характерные кривые задержки электронов приведены на рис. 1.2. Анализ спектров при их дифференцировании показал, что энергетическое

о _

разрешение прибора АЕ/Е ~ 5%. Вакуум в приборе на уровне 1(Г Topp обеспечивался парортутным насосом с тремя азотными ловушками и дополнительным сорбционным титановым насосом.

Е/Ер

Рис. 1.2 - Характерные кривые задержки электронов для Be (пунктирные кривые) и РЬ (сплошные кривые). Энергия первичных электронов Ер = 3 кэВ. Угол падения ср~ 85°. Угол рассеяния в, град.: 1-16, 2-56; 3-150

1.2. Экспериментальная методика исследования упругого и неупругого отражения электронов приборами второго поколения

1.2.1. Экспериментальный вакуумный прибор

Для исследования пространственных и энергетических распределений электронов с высоким разрешением был разработан прибор с подвижным анализатором. На рис. 1.3 приведена конструкция использованного в работе экспериментального прибора.

Рис. 1.3 - Экспериментальный прибор.

ЭП - электронная пушка; МП - молекулярная пушка; М - мишень;

D - детектор электронов; С - сетка; К - коллектор

Прибор представлял собой стеклянную сферу диаметром 180 мм с молибденовой сеткой внутри. Внутренняя поверхность сферы, покрытая проводящим слоем Сг, служила коллектором электронов при изучении интегральных характеристик вторичной эмиссии. Внутри прибора монтировалась электронная (ЭП) и молекулярные (МП) пушки. Через

И

Э эп

боковые отверстия сферы внутрь сетки вводилась поворотная мишень (М) и подвижной детектор-анализатор электронов (Б).

1.2.2. Электронная пушка

На рис. 1.4 приведена схема сконструированной и изготовленной нами электронной пушки. В качестве эмиттера электронов использовался прямоканальный вольфрамовый катод. Катод, цилиндр Венельта и первый анод, независимо от ускоряющего напряжения, находились под одним потенциалом, что обеспечивало постоянство тока пушки /<10"6А в широких пределах изменения энергии электронов. Система электродов -второй анод, фокусирующая и выходная диафрагмы, являясь одиночной линзой, позволяла получать на мишени сфокусированный пучок диаметром с1п = 0,1 мм, что обеспечивало возможность исследования параметров вторичной электронной эмиссии для углов падения вплоть до 89°.

30

1Л

А1

А2 ф дз

Рис. 1.4 - Схема электронной пушки. К - катод, В - цилиндр Венельта, А1-АЗ - аноды, Ф - фокусирующая диафрагма, П - отклоняющие пластины,

КП - коллиматор пушки

Степень фокусировки электронного пучка контролировалась с помощью осциллографического метода [1]. Для этого напротив

электронной пушки помещался цилиндр Фарадея с калиброванным входным отверстием dex, в качестве цилиндра Фарадея использовался подвижной анализатор электронов (рис. 1.5,а). На отклоняющие пластины электронной пушки от осциллографа подавалось развертывающее напряжение, и электронный пучок сканировался по поверхности цилиндра Фарадея. Сигнал с коллектора подавался на вход осциллографа, на экране которого наблюдалась зависимость, представленная на рис. 1.5,6. При движении пучка по поверхности цилиндра Фарадея (участки а-Ъ, Ъ\-а{) ток коллектора постоянен и равен /к = <tq/0j где /о - ток пушки, <т0 -коэффициент вторичной электронной эмиссии поверхности цилиндра Фарадея. При попадании части пучка в отверстие цилиндра Фарадея наблюдается срыв коллекторного тока (участки b-c, С\-Ь\). Ток коллектора равен 0 при полном попадании пучка в цилиндр Фарадея (участок с-с{). Зная размеры участков Ъ-с и Ъ-Ъ\ можно определить диаметр электронного пучка dn:

_d„-\ b-c\

"I »

У

•i)-II

О -

х

Гд1

a b с Ci /?1 ai

а)

б)

Рис. 1.5 - Схема контроля фокусировки электронного пучка

1.2.3. Мишень

Как будет показано ниже, для получения неискаженных кривых углового распределения УОЭ необходимо обеспечить чистоту поверхности мишени и ее зеркальность. Кроме этого, для исключения структурных дифракционных эффектов требуется использование аморфных или поликристаллических мишеней. Перечисленным условиям отвечают слои исследуемых веществ, напыленные в высоком вакууме на оптически полированную охлажденную стеклянную пластину.

Конструкция мишени приведена на рис. 1.6. Полированная стеклянная пластина крепилась на танталовой коробочке с размерами 12x10x4 мм. Внутри коробочки монтировалась биполярная вольфрамовая спираль, обеспечивающая прогрев мишени до Т— 700 К. При заливке жидкого азота в дьюар Д мишень могла охлаждаться до Т = 180 К. Центровка и фиксация мишени относительно оси вращения детектора обеспечивалась специальным конусным захватом К, вводимым в прибор через один из боковых отростков на сфере. Движение и вращение мишени осуществлялось с помощью обычной магнитной муфты (М).

С - стеклянная пластина; Н - спираль нагрева; Б - стеклянная бусинка; К - конусный захват; Д - дьюар; 3 - зеркало; М - магнитная муфта

Угол поворота мишени фиксировался с помощью зеркальца 3, укрепленного на оси вращения, и оптической системы (рис. 1.7). Погрешность измерения угла поворота не превышает 10'. Привязка угла, отсчитываемого по шкале оптической системы, к абсолютному значению угла падения осуществлялась с помощью осциллографического метода. При этом на отклоняющие пластины электронной пушки подавалось с осциллографа развертывающее пилообразное напряжение, и электронный пучок сканировал в районе мишени. При движении электронного пучка по поверхности мишени ток коллектора, измеряемый осциллографом, постоянен и равен 1К = /0<т, где а - коэффициент вторичной эмиссии

мишени (прямолинейный участок осциллограммы). При увеличении угла падения область локализации вторичного пучка на мишени уменьшается (уменьшаются размеры прямолинейного участка на осциллограмме). При критических углах падения q>, когда пучок не может быть полностью локализован на мишени - прямолинейный участок отсутствует, можно ^

d„ ,

определить искомое значение q> = arceos—1где ап - диаметр электронного

dM

пучка, a dM - размер мишени.

90°

Рис. 1.7 — Схема измерения угла поворота мишени. ИС — источник света;

3 — зеркало; Ш — шкала отсчета угла

Погрешность определения (р не превосходит 20'.

1.2.4. Система вращения детектора-анализатора

На первом этапе для вращения анализатора использовалась специально разработанная магнитная муфта (рис. 1.8), которая монтировалась в металлическом стакане СТ, изготовленном из немагнитной стали 18НХТУ. Металлический стакан соединялся с экспериментальным прибором через разъемное фланцевое соединение диаметром 80 мм. Ось вращения О, соединенная с одной стороны с анализатором электронов Д, а с другой - с ведомой частью специальной магнитной муфты М, фиксировалась внутри стакана с помощью двух подшипником скольжения П. Вращение анализатора обеспечивалось поворотом ведущей части магнитной муфты, находящейся в воздухе и соединенной с круговым потенциометром и электромотором.

Рис. 1.8- Система вращения детектора. М - магнитная муфта, С - стеклянная колба; СТ - металлический стакан; К - металл-ковар-стекло переходы; Ф - фланцевое соединение; МП - медная прокладка; Б - детектор электронов

Значительный момент вращения муфты и малая толщина торцевой стенки стакана (0,4 мм) практически обеспечивали отсутствие люфта при вращении системы. Для исключения газовыделения из ведомой части

муфты последняя помещалась в специальной откачанной и отпаянной стеклянной колбе С. Электрические контакты с различными элементами детектора-анализатора осуществлялись с помощью молибденовых траверс через специальные отростки К (металл-ковар-стекло). Регистрация угла поворота детектора осуществлялась с помощью кругового потенциометра, сочлененного с осью вращения системы, и, кроме того, фиксировалось простейшей оптической системой. Привязка угла поворота муфты к углу рассеяния производилась следующим образом. Мишень выводилась из рабочего объема прибора, а детектор-анализатор устанавливался напротив электронной пушки (рис. 1.9).

—+ к измерительной схеме

А

эп

л

п в=0°

Рис. 1.9 - Схема определения нулевого угла рассеяния

Сканируя детектором в окрестности электронного пучка, регистрируется зависимость тока детектора от его углового положения. Наиболее

вероятный угол, определенный таким образом, очевидно, соответствует углу рассеяния 0= 0°. Погрешность фиксации угла рассеяния не превышала ~ 0,5°.

На втором этапе вращение анализатора осуществлялось вакуумным сильфонным механизмом, обеспечивающим точность измерения угла рассеяния ~ 0,1°.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Пронин, Владимир Петрович, 2014 год

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Бронштейн И.М., Долинин В.А. Измерение коэффициентов неупругого отражения электронов и вторичной электронной эмиссии при больших углах падения первичного пучка // Приборы и техника эксперимента. 1967,№5.-С. 212-215.

2. Афанасьев В.П., Явор С.Я. Светосильный энергоанализатор с двойной фокусировкой // Письма в ЖТФ. 1975, т.1, в.17. - С. 779783.

3. Броздниченко А.Н., Ахаян A.A., Пронин В.П., Яковлев В.Е. Исследование стабильности вторично-эмиссионных характеристик стекол для МКУ: Отчет о научно-исследовательской работе. Номер госрегистрации 77009061. - JL: ЛГПИ им. А.И. Герцена, 1978. - 82 с.

4. Айнбунд М.Р., Пронин В.П., Стожаров В.М. Исследование зонных характеристик каналовых электройных умножителей с раструбом //Приборы и техника эксперимента (ПТЭ). 1974, т.4,-С. 156-157.

5. Палатник JI.C, Фукс М.Я., Косевич В.М. Механизм образования и субструктура конденсированных пленок: Монография. — М.: «Наука», Главная редакция физико-математической литературы, 1972. - 320 с.

6. Долинин В.А. Исследование неупругого отражения электронов и вторичной электронной эмиссии тонких металлических пленок при больших углах падения первичного пучка: Автореф. дисс. ... канд. физ.-мат. наук. - JL, 1969. - 15 с.

7. Бронштейн И.М., Фрайман Б.С. Вторичная электронная эмиссия. - М.: Наука, 1969.-407 с.

8. Метфессель С. Тонкие пленки, их изготовление и измерение /Сокр. пер. с нем. А.Е. Меламида; Под общ. ред. канд. техн. наук Н.С. Хлебникова. - М., JI.: Госэнергоиздат, 1963. - 272 с.

9. Толмачев А.И. О законе косинуса при различных видах электронной эмиссии // ЖТФ. 1977,47, вып. 5.- С.1045-1049.

Ю.Бронштейн И.М., Васильев A.A., Пронин В.П., Хинич И.И. Упругое отражение электронов средних энергий от неупорядоченных металлических поверхностей //Известия АН СССР, Сер. физическая. 1985, т. 49, № 9. - С. 1755-1759.

П.Пронин В.П., Хинич И.И. К вопросу об измерении углового распределения вторичных электронов //Электронные процессы в твердых телах: Межвузовский сборник научных трудов. - JL: Изд-во ЛГПИ им. А.И. Герцена, 1986. -С. 87-99.

12. Васильев A.A., Пронин В.П., Хинич И.И. К вопросу об измерении углового распределения эмитированных электронов //Физика конденсированного состояния и электроника. Проблемы науки и образования. - СПб.: Изд-во РГПУ им А.И. Герцена, 2000. - С. 124-131.

13. Пронин В.П. Упругое рассеяние электронов средних энергий поликристаллическими металлическими мишенями: Дисс. ... канд физ.-мат. наук, - Л.: ЛГПИ, 1970. - 147 с.

14.Бронштейн И.М., Пронин В.П., Стожаров В.М. Упругое отражение электронов от золота //Физика твердого тела. 1974, т. 16. - С. 21072109.

15.Бронштейн И.М., Пронин В.П. Упругое рассеяние электронов при адсорбции золота на бериллий и бериллия на золото //Физика твердого тела. 1975, т. 17, 1975.-С. 2502-2504.

16. Бронштейн И.М., Пронин В.П. Упругое отражение электронов средних энергий от твердых тел //Физика твердого тела. 1975, т. 17. - С. 20862088.

17.Бронштейн И.М., Пронин В.П. Упругое рассеяние электронов средних энергий металлическими пленками //Физика твердого тела. 1975, т. 17. -С. 2431-2433.

18. Бронштейн И.М., Пронин В.П., Стожаров В.М. Угловые распределения упруго отраженных электронов //XXVII Герценовские чтения. Физическая и полупроводниковая электроника. Ч. 1. - Л.: Изд-во ЛГПИ им. А.И. Герцена, 1974. - С. 3-12.

19.Бронштейн И.М., Пронин В.П. Упругое отражение электронов средних энергий при напылении Аи на Be //XXVIII Герценовские чтения. Физическая и полупроводниковая электроника. - JL: Изд-во J11 НИ им. А.И. Герцена, 1975. - С. 18-20.

20.Бронштейн И.М., Васильев А.А., Пронин В.П., Хинич И.И. Упругое отражение электронов средних энергий от неупорядоченных метали-ческих поверхностей //Тезисы докладов (секции III,IV,V) XIX Всесоюзной конференции по эмиссионной электронике (Ташкент, 18-21 сентября 1984 г.). - Ташкент: Изд-во ТашГУ им. В.И. Ленина, 1984. - С. 121.

21.Бронштейн И.М., Васильев А.А., Пронин В.П. Пространственное и энергетическое распределение электронов, рассеянных неупорядоченными пленками серебра //Тезисы докладов VI Всесоюзного симпозиума по вторично-электронной, фотоэлектронной эмиссии и спектроскопии поверхности твердого тела (Рязань, 10-12 сентября 1986 г.). - Рязань, 1986.-С. 8.

22.Бронштейн И.М., Пронин В.П., Хинич И.И. О структуре угловых зависимостей интегральных и дифференциальных вторично-эмиссионных характеристик неупорядоченных металлических слоев //Тезисы докладов XX Всесоюзной конференции по эмиссионной электронике. Т. 2. (Киев, 17-19 ноября 1987 г.). - Киев: Изд-во ИФ АН УССР, 1987.-С. 100.

23. Пронин В.П. Упругое отражение электронов средних энергий неупорядоченными металлическими пленками //Тезисы докладов I школы «Взаимодействие электронов малых и средних энергий с твердым телом» (Ростов на Дону, 11-18 сентября 1988 г.) - Ростов на Дону: РИИЖТ, 1988. - С. 7-9.

24. Jablonski A., Zemek J. Angle-resolved elastic-peak electron spectroscopy: Solid-state effects // Surface Science. 2006, vol. 600. - P. 4464^1474.

25. Морозов Ю.А. Отражение электронов средних энергий от твёрдых тел. Дисс. ... канд. физ.-мат. наук. - Л.: ЛИИ, 1973. - 182 с.

26. Schmid R., Gaukler K.H. and Seiler H. Measurement of elastically reflected electrons (E < 2,5 keV) for imaging of surfaces in a sample ultrahigh vacuum scanning electron microscope//Scanning Electron Microscopy. 1983, v.l 1.-P. 501-509.

27. Pendry I.B. Low energy electron diffraction. - London, 1974.

28. Чистотин И.А. Спектроскопия упругого отражения электронов как метод диагностики поверхности твердого тела: Дисс. ... канд. физ.-мат. наук. - СПб.: РГПУ, 2008. - 159 с.

29. Gergely G. Elastic backscattering of electrons: determination of physical parameters of electron transport processes by elastic peak electron spectroscopy // Prog. Surf. Sci., 2002, v.71. - P.31-88.

30. Schilling J.S., Webb M.B. Low-energy electron diffraction from liquid Hg: multiple scattering, scattering factor, and attenuation //Phys. Rew. B. 1970, v. 2, №6.-P. 1665-1676.

31. Афанасьев В.П., Афанасьев M.B.,« Лисов A.A., Лубенченко А.В. Измерение изотопного состава водорода в углеродных материалах на основе спектроскопии пиков упругорассеянных электронов //Журнал технической физики. 2009, т. 79, вып. 11. - С. 106-112.

32. Толмачев А.И. Теоретическое исследование взаимодействия электронов с веществом в явлениях вторичной электронной и термоэлектронной эмиссии: Дисс.... канд. физ.-мат. наук.-М.: ФТИ, 1981.- 147 с.

33.Мотт Н., Месси Г. Теория атомных столкновений. Пер. с англ. - М.: Мир, 1969.-756 с.

34. Oswald R., Kasper Е., Gaukler K.H. A multiple scattering theory of elastic electron backscattering surfaces // J. Elect. Spect. Rel. Phenom. 1993, v. 61. -P. 251.

35. Chen Y.F. Effect of surface excitations in determining the inelastic mean free path by elastic peak electron spectroscopy // J. Vac. Sci. Technol. A. 1995, v. 13(6). - P. 2665-2670.

36. Chen Y.F. Surface effect on angular distribution in X-ray-photoelectron spectroscory I I Surf. Sci. 2002, v.519. - P. 115.

37. Werner W.S.M., Smecal W., Tomastic C., Stori H. Surface excitation probability of medium energy electron in metals and seniconductors // Surf. Sci. 2002, v.486.-P. L461.

38. Werner W.S.M., Kover L., Egri S. at al. Measurement of the surface excitation probability of medium energy electrons reflected from Si, Ni, Ge and Ag surfaces // Surf. Sci. 2005, v. 585. - P. 85.

39. Werner W.S.M., Tilinin I.S., Hayek M. Angular distribution of electrons reflected elastically from noncristalline solid surfaces // Phys. Rew. B. 1994, v. 50, №7.-P. 4819-4833.

40.Барченко B.T., Быстров Ю.А., Петров А.А., Петров B.A., Пронин В.П. Электронная спектроскопия: современное состояние и перспективы развития: Монография / Под общ. ред. Ю.А. Быстрова. - СПб.: Изд-во СПб ТЭТУ «ЛЭТИ», 2010. - 192 с.

41.Dubus A., Jablonski A., Tougaard S. Evaluation of theoretical models for elastic electron backscattering from surfaces//Prog. Surf. Sci. 2000, v. 63. -P. 135-175.

42. Аккерман А.Ф., Хлупин С.И., Гибрехтерман А.Л. Согласованные наборы сечений элементарных актов рассеяния электронов в веществе, используемые в задачах расчета переноса частиц //Вопросы атомной науки и техники. Серия: общая и ядерная физика. 1985, вып. 3(32). - С. 94-106.

43. Atanassov E.L., Dimov I., Dubus A. A new weighted Monte-Carlo algorithm for elastic electron backscattering from surfaces // Math. Comput. Simul. 2003, v. 62, № 3-6. - P. 297-305.

44.Stary V. Monte-Carlo simulation of electron interaction with a thin film//Thin Solid Films. 2002, v. 433, № 1. - P. 326-331.

45.Ding Z.J., Tany X.P., Li H.M. Monte Carlo calculation of the energy distribution of backscattered electrons // Int. I. Mod Phys. B. 2002, v.16, №28-29.-P. 4405-12.

46.Zemek J., Jiricek P., Werner W.S.M., Lesiak В., Jablonski A. Angular-resolved elastic peak electron spectroscopy: experiment and Monte-Carlo calculations // Surf. Interface Anal. 2006, v. 38 - P. 615-619.

47.Барченко B.T., Пронин В.П., Рыжов И.В. Программа «Моделирование рассеяния электронов поверхностью конденсированного тела методом Монте-Карло (Электрон - Монте-Карло)». Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2010611457. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 19 февраля 2010 г.

48. Барченко В.Т., Пронин В.П., Рыжов И.В. Программа «Моделирование рассеяния электронов многокомпонентной поверхностью конденсированного тела методом Монте-Карло». Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2011611769. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 28 февраля 2011 г.

49. Jablonski A. Elastic backscattering of electrons from surfaces //Surf. Sci. 1985, v. 151. - P. 166-182.

50. Pregenzer A.L. Monte-Carlo calculation of low energy Electron Backscatter coefficient // Nucl. Instr. Meth. 1985, v. 36, № 3. - P. 542-545.

51. Werner W.S.H. Trajectory reversal approach for electron backscattering from solid surfaces//Phys. Rev. В., Condense Matter Mater. Phys. 2005, v. 71, № 11,-P. 115415-1-12.

52. Faxen H., Holzmark J. Beitrag zur Theorie des Durchganges langsainer electronen durch gase //Z. Phys. 1927, v. 45. - P. 307-324.

53. Fink M., Yates A.L. Theoretical electron scattering amplitudes and spin polarazations // Atomic Data. 1970, v. 1, № 2 - P.385-456.

54. Powell С J., Jablonski A. NIST electron elastic-scattering cross-section database. Version 3.1. Standard Reference Data Program Database 64. National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, 2003.

55. Kwei C.M., Chen Y.F., Tung C.J. Elastic reflection of low-energy electrons from polycrystalline gold targets // J. Phys. D: Appl. Phys. 1998, v. 31. -P. 36-42.

56. Jablonski A., Powell C.J. Effects of interaction potential on elastic-electron-scattering parameters in surface-sensitive electron spectroscopies // Surf. Sci. 2000, v. 463.-P. 29-54.

57. Garcia G., de Pablos J.L., Williart A. Total and elastic electron scattering cross section from Xe at intermediate and high energies // J. Phys. B. 2002, v. 35.-P. 4657-4667.

58. Joshipura K.N., Mohanan S. Scattering of fast electrons by vapor-atoms and by solid-atoms - a comparison//International Journal of Modern Physics B, 1988, v. 2, № 3&4. - P. 461-469.

59.McGarrah D.B., Antolak A.J., Williamson W. Elastic scattering of electrons by free and bound zinc and cadmium atoms //J. Appl. Phys. 1991, v. 69, № 10.-P. 6812-6815.

60. Jablonski A., Salvat F. Solid state effect in simulations of electron elastic backscattering // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 2006, v. 251.-P. 371-382.

61. Bote D., Salvat F., Jablonski A., Powell C.J. The effect of inelastic absorption of the elastic of electrons and positrons in amorphous solids // Elec. Spect. Rel. Phenom. 2009, v. 175, iss. 1-3. - P. 41-54.

62. Бронштейн И.М., Пронин В.П. Учет кратности рассеяния при упругом отражении электронов средних энергий //Вопросы атомной науки и техники. Общая и ядерная физика. 1985, в. 3(32). - С. 167-172.

63. Gregory D., Fink М. Theoretical electron scattering amplitudes and spin polarization // Atomic Data and Nuclear Data Tables. 1974, v. 14. - P. 39-87.

64. Riley M.E., MacCallum C.J., Biggs F. Theoretical Electron-Atom Scattering Cross Sections //Atomic Data and Nuclear Data Tables. 1975, v. 15, № 5. -p. 443-476.

65.Holzwarth J., Meister H. Elastic scattering of relativistic electrons by screened gold and mercury nuclei //Nuclear Phys. 1964, v. 59. - P. 56.

66.Yurova Yu., Devdariani A.Z., Belyaev A.K., and Pronin V.P. Elastic Electron - Au-atom Scattering at 100-2000 eV Collision Energies // Journal of Physics: Conference Series 388 (2012) 042005.

67.Юрова И.Ю., Девдариани А.З., Беляев А.К., Барченко В.Т., Лучи-нин В.В., Пронин В.П. Упругое рассеяние электронов на атомах Аи //Труды 10-й Юбилейной Всероссийской с международным участием научно-технической конференции «Быстрозакаленные материалы и покрытия» (Москва, 29-30 ноября 2011г., «МАТИ - Российский государственный технологический университет им. К.Э. Циолковского». - М.: МАТИ, 2011. - С. 202-206.

68. Carlson T.F. Photoelectron and anger spectroscopy. - New York: Plenum Press, Appendix 1. - 1975.

69.Пронин В.П., Хинич И.И., Чистотин И.А. Однократное и кратное рассеяние в упругом отражении электронов поверхностью твердого тела //Физический вестник. Выпуск 1: Сборник научных статей. - СПб.: Ин-т профтехобразования РАО, 2007. - С. 79-85.

70. Powell С J., Jablonski A. NIST electron inelastic-mean-free-path database. Version 1.1, Standard Reference Data Program Database 71, US Department of commerce, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, 2003.

71.Gomoyunova M.V., Pronin I.I., Shmulevitch I.A. Kikuchi patterns of Mo{100} and primary electron localization // Surface Science. 1984, v. 139, № 2-3. -C. 443-452.

72.Pronin I.I., Farajev N.S., Gomoyunova M.V., Ostenwalder J., Wolf T. medium-energy Kikuchi patterns from YBa2Cu3Ox(001) //Surface Science. 1995, т. 331-333. P. 2. - P. 1446-1452.

73.Lin B.Y., Kahn A. Elastic electron fine structure: first principle calculation // Surf. Sci. 1989, v. 216. - P. 160-172.

74.Lin B.Y., Kahn A. Elastic electron fine structure: Application to the study of local order// J. Vac. Sci. Technol. A. - 1988. - V. 6, N 3. - P. 2085-2088.

75. Jablonski A., Olejnik K., Zemek J. Elastic electron backscattering from flat and rough Si surfaces // Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena. 2006, v. 152. - P. 100-106.

76. Ашкрофт H., Мерлин H. Физика твердого тела. Т. 1. - М.: Мир, 1979.

77.Gergely G, Gurban S., Menyhard M. at al. The inelastic mean free path of electrons. Past and present research // Vacuum. 2010, v. 84. - P. 134-136.

78. Werner W.S.H., Tomastic C., Cabela T., Richter G., Stori H. Elastic electron reflection for determination of the inelastic mean free path of medium energy electrons in 24 elemental solids for energies between 50 and 3400eV // J. of Electron spectroscopy an Related Phenomena. 2003, v. 113. - P. 127-135.

79. Lesiak B., Jablonski A., Kosinski A., Kover L., Toth J., Varga D., Cserny I., Aszalos-Kiss B., Gergely G., Hasik M., Drelinkiewicz A., Wenda E. Determination of the inelastic mean free paths of electrons by elastic peak electron spectroscopy in organic samples // Surf. Sci. 2002, v. 507-510. -P. 900-905.

80. Jablonski A. Determination of the electron inelastic mean free path in solids from the elastic electron backscattering intensity // Surf. Interf. Anal. 1988, v. 37. - P. 1034.

81. Gergely G. Elastic peak electron spectroscopy // Scanning. 1986, v. 8. -P. 203-214.

82. Jablonski A. Analytical applications of elastic electron backscattering from surfaces // Progress in surface science. 2003, v. 74. - P. 357-374.

83. Gergely G. Elastic backscattering of electrons: determination of physical parameters of electron transport processes by elastic peak electron spectroscopy // Prog. Surf. Sci. 2002, v. 71. - P. 31-88.

84. Szostak D.J., Thomas J.H. Elastic electron backscattering for quantitative elemental analysis of laser diode structures // Surface and Interface Analysis. 1988, v. 11.-P. 312-316.

85. Kover L., Toth J., Varga D., Lesiak B., Jablonski A. Surface composition of alloys derived from elastic peak intensity // Surf. Sci. 2002, v. 507. - P. 895899.

86. Orosz G.T., Gergely G., Menyhard M., Toth J., Varga D., Lesiak B., Jablonski A. Hydrogen and surface excitation in electron spectra of polyethylene // Surface Science. 2004, 566-568. - P. 544-548.

87. Бронштейн И.М., Пронин В.П., Хинич И.И., Чистотин И.А. Спектроскопия упругого отражения электронов как эффективный метод диагностики поверхности твердого тела // Известия Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена: Научный журнал: Физика. № 6(15). - СПб., 2006. - С. 151-165.

88. Pronin V.P., Khinich I.I., Chistotin I.A. Elastic Peak Electron Spectroscopy for Quantitative Elemental Analysis of Solids // Technical Physics Letters.

2008, vol. 34, № 10. -P 825-827.

89. Пронин В.П., Пономарев A.H., Хинич И.И., Чистотин И.А. Спектроскопия упругого отражения электронов как метод анализа элементного состава наноразмерных систем // Нано- и микросистемная техника. 2008, № 4, 2008. - С. 45-48.

90. Пронин В.П., Хинич И.И., Чистотин И.А. Спектроскопия упругого отражения электронов для элементного анализа диэлектриков и высокоомных полупроводников // Известия Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена: Научный журнал: Естественные и точные науки: Физика. - №11(79). - СПб.,

2009.-С. 133-140.

91. Пронин В.П., Хинич И.И., Чистотин И.А. Математическое моделирование в исследовательско-ориентированном обучении студентов методам вторично-электронной спектроскопии // Известия Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена: Научный журнал. - № 95. - СПб., 2009. - С. 155-168.

92. Барченко В.Т., Пронин В.П., Лучинин В.В., Хинич И.И. Аналитические возможности и экспериментальная база спектроскопии упругого отражения электронов с угловым разрешением //Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». - № 5. - СПб., 2010. - С. 24-30.

93. Пронин В.П., Хинич И.И. Упругое отражение электронов как метод анализа поверхности твердого тела (обзорный доклад) //Тезисы докладов XXI Всесоюзной конференции по эмиссионной электронике. Т. 2. - Л.: Изд-во ФТИ им. А.Ф. Иоффе, 1990. - С. 86.

94. Пронин В.П., Хинич И.И. Спектроскопия интегрального упругого отражения электронов как метод анализа поверхности твердого тела // Тезисы докладов XXI Всесоюзной конференции по эмиссионной электронике. Т. 2. - Л.: Изд-во ФТИ им. А.Ф. Иоффе, 1990. - С. 101.

95. Пронин В.П., Хинич И.И. Электронная диагностика поверхности твердого тела в учебных курсах педагогического вуза //Материалы IX международной конференции «Физика в системе современного образования» («ФССО-07»). Т. 1. (СПб, 4-8 июня 2007 г.). - СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2007. - С. 100-101.

96. Пронин В.П., Чистотин И.А. О возможностях спектроскопии упругого отражения электронов для диагностики наноразмерных систем //Материалы Международной конференции «Наноразмерные системы» (НАНСИС-2007, 21-23 ноября 2007 г.). - Киев: Ин-т металлофизики НАЛ Украины им. Г.В. Курдюмова, 2007. - С. 521.

97. Барченко В.Т., Пронин В.П., Хинич И.И., Чистотин И.А. Модели упругого отражения электронов для анализа элементного состава поверхности твердого тела // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». - Т. 1, №. 4. -СПб., 2008.-С. 13-19.

98. Пронин В.П., Хинич И.И., Чистотин И.А. Анализ приповерхностной области диэлектрических и полупроводниковых стекол методом спектроскопии упругого отражения электронов // Материалы XI международной конференции «Физика диэлектриков» («Диэлектрики-2008»). Т. 2. (СПб., 3-7 июня 2008 г.). - СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2008. - С. 322-323.

99. Пронин В.П., Хинич И.И. Сочетание экспериментальных и теоретических заданий при исследовании поверхности твердого тела в специальном физическом практикуме // Материалы X международной учебно-методической конференции «Современный физический практикум» (Астрахань, 16-19 сентября 2008 г.). - М.: ИД МФО, 2008. -С. 207-208.

100. Барченко В.Т., Лучинин, В.В., Пронин В.П., Хинич И.И. О возможности применения спектроскопии упругого отражения электронов с угловым разрешением для анализа поверхности // Материалы 8-ой Всероссийской с международным участием научно-технической конференции «Быстрозакаленные материалы и покрытия», 30 ноября - 1 декабря 2009 г., Москва. - С. 130-133.

101. Барченко В.Т., Быстрое Ю.А., Лучинин В.В., Пронин В.П., Хинич И.И. Использование упругого отражения электронов для анализа элементного состава поверхности твердого тела // Материалы 64-ой НТК, посвященной 150-летию со дня рождения A.C. Попова. СПб., апрель 2009 г. - С. 204-205.

102. Барченко В.Т., Лучинин, В.В., Пронин В.П., Хинич И.И. О возможности применения спектроскопии упругого отражения электронов с угловым разрешением для анализа поверхности // Труды 8-ой Всероссийской с международным участием научно-технической конференции. 30 ноября - 1 декабря 2009 г. «МАТИ» - РГТУ им. К.Э. Циолковского: Сб. трудов. - М.: МАТИ, 2009. - С. 130-133.

103. Пронин В.П., Хинич И.И., Питерцев Г.А. Моделирование упругого отражения электронов в исследовательском обучении студентов физике поверхности //Физический вестник. Выпуск 4: Сборник научных статей. - СПб., 2010. - С. 65-72.

104. Барченко В.Т., Лучинин В.В., Пронин В.П., Хинич И.И. Аналитические возможности и экспериментальная база спектроскопии упругого отражения электронов с угловым разрешением // Труды 65-ой научно-технической конференции, посвященной Дню Радио, СПБ, 20-27 апреля 2010 г. - СПб.: ООО Альфа Гарант. - С. 301-302.

105. Барченко В.Т., Пронин В.П., Лучинин В.В. Проблемы количественной диагностики элементного состава приповерхностной области твердого тела //Сб. трудов 9-ой Всероссийской с международным участием научно-технической конференции «Быстрозакаленные

материалы и покрытия», 30 ноября - 1 декабря 2010 г., «МАТИ» -РГТУ им. К.Э. Циолковского. - С. 94-97.

106. Barchenko V.T., Luchinin V.V., Grebnev O.I., Pronin V.P., Ryzhov I.V. Angular-resolved elastic peak electron spectroscopy for analysis of nanoscale solids // l"st international conference. Nanomaterials: Applications & properties. NAP - 2011, Alushta, Crimea, 27-30 sept. Proceedings. Vol. 1, Part II. Sumy, Sumy State University 2011. - P. 339-342.

107. Барченко B.T., Пронин В.П., Лучинин B.B., Хинич И.И. Способ определения концентрации элементов в твердом теле: Патент на изобретение RUS 2426105 от 11 января 2010 г. - 12 с.

108. Пронин В.П., Полищук В.А., Лосев A.C., Канарейкин А.Г., Пронин И.П., Барченко В.Т. Диагностика элементного состава тонких мультислойных сегнетоэлектрических структур с наноразмерным разрешением в РЭМ в режиме регистрации отраженных электронов с селекцией по энергиям //Вакуумная техника и технологии. 2014, т. 23, №í.-С. 187-188.

109. Барченко В.Т., Лучинин В.В., Пронин В.П., Рыжов И.В. Аналитические возможности растровой электронной микроскопии в режиме регистрации упруго отраженных электронов //Труды 66-ой научно-технической конференции, посвященной Дню радио, СПб., апрель 2011 г.-С. 353-354.

110. Барченко В.Т., Пронин В.П., Лосев A.C., Лучинин В.В. Контраст изображения в растровой электронной микроскопии в режиме регистрации упруго отраженных электронов // Сб. трудов 11-ой Всероссийской с международным участием научно-технической конференции «Быстрозакаленные материалы и покрытия», 27-28 ноября 2012 г., «МАТИ» РГТУ им. К.Э. Циолковского. - С. 101-103.

111. Барченко В.Т., Пронин В.П., Полищук В.А., Лосев A.C. Упругое отражение электронов в растровом электронном микроскопе //Сб. трудов 12-ой Всероссийской с международным участием научно-

технической конференции «Быстрозакаленные материалы и покрытия», 26-27 ноября 2013 г., «МАТИ» - РГТУ им. К.Э. Циолковского.-С. 101-103.

112. Барченко В.Т., Пронин В.П., Полищук В.А., Лосев A.C., Канарей-кин А.Г. Спектроскопия упруго отраженных электронов как количественная методика диагностики приповерхностного слоя твердого тела в РЭМ // Материалы 6-ой международной конференция по физической электронике, 23-25 октября 2013 г., Ташкент, Узбекистан. - С. 12-14.

113. Барченко В.Т., Пронин В.П., Лосев A.C. Программа «Расчет интегральных и дифференциальных характеристик потока электронов упруго-отраженных поверхностью твердого тела (Упругое отражение)». Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2010611458. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 19 февраля 2010 г.

114. Барченко В.Т., Пронин В.П., Лосев A.C. Программа «Расчет интегральных и дифференциальных характеристик потока электронов упруго отраженных поверхностью твердого тела». Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2011611771. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 28 февраля 2011 г.

115. Бронштейн И.М., Пронин В.П., Стожаров В.М. Угловое и энергетическое распределение электронов, неупруго отраженных от твердых тел // Физика твердого тела. 1971, т. 13. - С. 1359-1365.

116. Бронштейн И.М., Пронин В.П., Стожаров В.М. Угловое распределение неупруго отраженных электронов //Физика твердого тела. 1972, т. 14.-С. 1083-1086.

117. Бронштейн И.М., Пронин В.П., Стожаров В.М. Распределение по энергиям неупруго отраженных электронов разных групп //Физика твердого тела. 1973, т. 15. - С. 3670-3672.

118. Бронштейн И.М., Пронин В.П., Стожаров В.М. Зависимости углового и энергетического распределения неупруго отраженных электронов от толщины бомбардируемых электронами пленок // Радиотехника и электроника. 1973,т. 18.-С. 1243-1248.

119. Бронштейн И.М., Пронин В.П., Стожаров В.М. Распределение различных групп неупруго отраженных электронов (НОЭ) по энергиям //XXV Герценовские чтения. Физическая и полупроводниковая электроника. - Л.: Изд-во ЛГПИ им. А.И. Герцена, 1972. -С. 110-112.

120. Бронштейн И.М., Пронин В.П., Стожаров В.М. Толщинные зависимости углового распределения неупруго отраженных электронов (НОЭ) // XXV Герценовские чтения. Физическая и полупроводниковая электроника. — JL: Изд-во ЛГПИ им. А.И. Герцена, 1972. - С. 112- 115.

121. Бронштейн И.М., Пронин В.П., Стожаров В.М. Дифференциальные кривые углового распределения неупруго отраженных электронов //XXVI Герценовские чтения. Физическая и полупроводниковая электроника. - JL: Изд-во ЛГПИ им. А.И. Герцена, 1973. - С. 3- 5.

122. Бронштейн И.М., Пронин В.П., Стожаров В.М. О некоторых закономерностях неупругого отражения киловольтовых электронов при больших углах падения первичного пучка //XXVI Герценовские чтения. Физическая и полупроводниковая электроника. - Л.: Изд-во ЛГПИ им. А.И. Герцена, 1973. - С. 5-6.

123. Бронштейн И.М., Пронин В.П., Стожаров В.М. Распределение по энергиям электронов, рассеянных в узком телесном угле //Тезисы докладов XV Всесоюзной конференции по эмиссионной электронике. -Киев, 1973.-С. 72-73.

124. Бронштейн И.М., Пронин В.П., Хинич И.И. Энергетические спектры неупруго отраженных электронов от золота и бария в узком телесном угле // Физика твердого тела. 1981, т. 23. № 2. - С. 614-617.

125. Гусаров А.П., Машков В.А., Пронин В.П., Тютиков А.М. Характеристические потери энергии электронов при отражении от свинцовосиликатных стекол // Физика и химия стекла. 1986, т. 2. № 4. -С. 488-490.

126. Пронин В.П., Хинич И.И., Гусаров А.И., Леонов Н.Б., Машков В.А., Тютиков А.М. Спектроскопия ХПЭ свинцовосиликатных стекол // Тезисы докладов (секции III, IV, V) XIX Всесоюзной конференции по эмиссионной электронике (Ташкент, 18-21 сентября 1984 г.). -Ташкент: Изд-во ТашГУ им. В.И. Ленина, 1984. - С. 139.

127. Разработка и оптимизация стабильных окисных тонкопленочных покрытий для повышения коэффициента МКУ: Отчет о научно-исследовательской работе / В.П. Пронин, А.А. Ахаян, И.И. Хинич и др./Номер госрегистрации 01.84.0 005585. - Л.: ЛГПИ им. А.И. Герцена, 1985. - 51 с.

128. Новолоцкий В.А. Исследование вторично-эмиссионных свойств кварцевого и свинцовосиликатных стекол: Дисс. ... канд. физ.-мат. наук. - Л.: ЛГУ, 1991. - 206 с.

129. Пронин В.П. Характеристические потери энергии электронов в магнии и бериллии /Взаимодействие электронов и фотонов с твердым телом. Межвузовский сборник научных трудов- Л.: Изд-во ЛГПИ им. А.И. Герцена, 1984. - С. 47-50.

130. Th P. M., van Attekum M., J. M. Trooster. Bulk-and surface-plasmon-loss intensities in photoelectron, Auger, and electron-energy-loss spectra of Mg métal // Phys. Rev. B. 1979, 20. - P. 2235-2340.

131.Raether H. Excitation of plasmons and interband transitions by electrons springer tracts in modem physics. Springer Berlin Heidelderg, 1980. — 203 p.

132. Бронштейн И.М., Краинский И.Л., Либенсон Б.И. Исследование возбуждения плазмонов при наклонном падении пучка первичных электронов средних энергий в опытах на отражение // Физика твердого тела. 1977, т. 19. - С. 958-963.