88
Rastrli elektron mikroskoplar juda yaxshi fokuslangan
nuqtaviy elektronlar
dastasining yuza bo’ylab, ya’ni X va U o‘qlari bo‘yicha, tez harakatlanishiga
asoslangan va u yuzaning topografiyasi haqida ma’lumot beradi.
3.6. Sekinlashtirilgan elektronlar difraksiyasi usuli bilan submonoqatlam
qatlamlar hosil bo‘lish jarayonini o‘rganish
SED qattiq jism yoki plyonka sirtining mikroskopik tuzilishini o‘rganishning
eng bevosita usullaridan biri hisoblanadi. U modda sirtining kristall tuzilishini va
turli ta’sirlar ostida bu tuzilishning o‘zgarishini tekshirish uchun katta
muvaffaqiyat bilan qo‘llanilmoqda. Hozirgi kunda SED usulining qo‘llanish sohasi
juda keng. Xususan, SED turli moddalarning sirtiga submonoqatlam va
monoqatlamli plyonkalar bilan changlantirish yoki
gaz atomlarning adsorbsiya
(moddalar yoki gazlarning qattiq jism yoki suyuqlik sirtiga o‘tirib qolishi) qilishda
monokristall sirtida vujudga keladigan ikki o‘lchamli tuzilish to‘g‘risida
ma’lumotlar olish imkoniyatini beradi.
Sekinlashtirilgan elektronlarning elastik sochilishi qattiq jismning sirtiga
yaqin qatlamda sodir bo‘ladigan kogerent va nokogerent sochilish jarayonlarini o‘z
ichiga oladi. SED qattiq jism sirtida tartibli joylashgan alohida atomlar yoki
atomlarning sochilish markazi tomonidan elektronlarning kogerent elastik qaytishi
jarayonida vujudga keladi. Bir karrali va ko‘p karrali kogerent elastik qaytgan
elektronlar farq qilinadi. Odatda SED uchun Е
Р
5-500 эВ
energiyali elektronlar
dastasidan foydalaniladi, ammo 50 эВ dan 150 эВ gacha oraliq eng qulay
hisoblanadi. Shu bilan birga kogerent sochilish uzunligi L – ikki atom qatlamidan
oshmaydi, ya’ni SED reflekslari yoki natijalari intensivligiga amalda atomning eng
yuqori qatlami asosiy hissa qo‘shadi.
Difraksion
manzara
alohida
elektronlarning
mustaqil
sochilishi
hodisalarining jamlanishi natijasida hosil bo‘ladi. Dastadagi elektronlar to‘lqin
paketining o‘rtacha o‘lchami bilan xarakterlanadi. O‘rganilayotgan sirtning
yo‘nalishidagi to‘lqin paketining o‘lchami elektronlarning kogerentlik kengligi
deyiladi.
Kogerentlik kengligi
X ga qo‘yidagi omillar ta’sir qiladi: elektron
89
energiyali oqimi katodining hamma qismida bir xil emasligi tufayli undan uchib
chiqayotgan harorat elektronlar tezligining har xilligi (tarqoqligi); asbobning
elektron-optik tizimining mukammal emasligiga bog‘liq bo‘lgan yo‘nalish
bo‘yicha tezliklar tarqoqligi. Bu omillar hisobga olinganda
X qo‘yidagi
formulaga ko‘ra aniqlanadi:
X
E E
P
[
sin
cos
]
2
2
2
2
2
2
. (3.17)
Bu
yerda
- elektronning to‘lqin uzunligi,
Е – elektronlarning energiya
bo‘yicha tarqoqligi,
- dastaning namunaga tushish burchagi,
- qaytish burchagi,
- turli yo‘nalishlar bo‘yicha elektronlar tezliklarining tarqoqligini xarakterlovchi
burchak.
Kogerentlik kengligiga ikkinchi omil asosiy ta’sir o‘tkazadi, u omilni
xarakterlovchi kattalik 100 E dan oshmaydi. Elektronlarning kogerent sochilishi
jarayonida qatnashuvchi sohaning o‘lchami ham aynan shunga yaqin.
Shuning
uchun ham SED usuli katta masshtabli yuza emasligini, ya’ni bu usul sirt
topografiyasini emas, balki aynan atom tuzilishini o‘rganuvchi usul ekanligini
anglatadi.
Sochilgan to‘lqin intensivligining kuchayishi sodir bo‘ladigan yo‘nalishlar
(ekranda hosil bo‘ladigan maksimumlar) Vulf-Bregg shartidan aniqlanadi:
dsin
= n
. (3.18)
Bu yerda d – panjara doimiysi,
- tushayotgan
dasta va tekislik orasidagi
burchak, n – butun son kiymatli difraksiya tartibi. Agar panjara tekisligiga
tushayotgan elektronlar energiyasining ixtiyoriy qiymatlarida difraksiya kuzatilsa,
u holda uch o‘lchovli panjara uchun Vulf-Bregg sharti qanoatlantirilganda eng
yuqori potensial (yorqin) manzara kuzatiladi. Amalda difraksion maksimumlar
yo‘nalishi Evalsd qurilmasi yordamida oson aniqlanadi.
Difraksiyaning kinematik nazariyasi bir karrali
elastik sochilishni yaxshi
tavsiflaydi. Nazariy hisoblashlarda elastik qaytgan elektronlar to‘lqini yassi to‘lqin
deb qabul qilinadi. SEDga ko‘p karrali sochilish jarayonlari kuchli ta’sir qiladi.
Shu sababga ko‘ra eksperiment natijalarini to‘la tahlil qilishda faqatgina bir karrali
90
sochilish hodisalari hisobga olinadigan difraksiyaning kinematik nazariyasini
qo‘llab bo‘lmasligi aniqlandi. SEDning dinamik nazariyasida ko‘p karrali sochilish
va noelastik hodisalar tufayli yo‘qotishlar mavjudligi hisobga olinadi. Qayd etilgan
jarayonlar elektronogrammalarda qo‘shimcha reflekslar va boshqa kuchli effektlar
paydo bo‘lishiga olib keladi.
Birlamchi dasta intensivligini o‘zgartirmay uning energiyasi YER va tushish
burchagi
ning turli qiymatlaridagi difraksion manzaralar intensivligini topish
SEDning dinamik nazariyasi bo‘yicha hisoblashlarning asosini tashkil qiladi. Bu
nazariya asosida hisoblashlar murakkab va uzoq davom etadigan bo‘lganligi
sababli zarur aniqlikni saqlagan holda hisoblashlarni soddalashtirish imkonini
beruvchi yo‘llarni topish uchun faol izlanishlar olib borilmoqda.
SEDning hozirgi zamon dinamik nazariyasi tajriba
natijalari asosida sirt
tuzilishi to‘g‘risida to‘la ma’lumotlarni olish imkonini beradi.
