Пристрій для вимірювання тривимірних функцій розподілу за швидкостями атомів та іонів, розпорошених і розсіяних в будь-якому конкретному і-ому електронному стані

Пристрій для вимірювання тривимірних функцій розподілу за швидкостями атомів і ІОНІВ, розпорошених і розсіяних у будь-якому конкретному /-ому електронному стані, який включає високовакуумну камеру взаємодії, в якій проводиться бомбардування поверхні твердого тіла, лазер неперервної дії, за допомогою якого, коли /є основним або метастабільним станом, проводиться збудження цих частинок в обраний стан s, та системи реєстрації доплерівського контуру лінії, яка відповідає оптичним переходам між станами STa /, який відрізняється тим, що додатково обладнаний системою дзеркал для виділення пучка фотонів, які емітуються в деякому напрямку / при спонтанному випромінювальному розпаді визначеного збудженого стану s, при цьому система дзеркал складається з сферичного і плоского дзеркал, є поворотною і дає можливість з однаковою ефективністю збирати фотони, емітовані з різних точок простору, і направляти їх на систему реєстрації доплерівського контуру, а для однофотонного збудження досліджуваних частинок у всьому діапазоні їх швидкостей використовується лазер неперервної дії з достатньо широкою ЛІНІЄЮ генерації, яка перекриває доплерівський контур лінії поглинання для цих частинок Винахід відноситься до емісійної електроніки, а саме - до пристроїв для вимірювання диференційних характеристик потоку атомних частинок, розпорошених і розсіяних при бомбардуванні поверхні твердого тіла в вакуумі пучком прискорених ІОНІВ і може бути використаний в різних галузях сучасної науки і техніки, пов'язаних із створенням нових речовин і матеріалів, зокрема матеріалів наноелектроніки та надчистих матеріалів Найбільш інформативною характеристикою потоку атомів чи ІОНІВ, розпорошених або розсіяних в 1-ому електронному стані, що може спостерігатися експериментально, є функція тривимірного розподілу цих частинок за швидкостями F,(v) Великий науковий і практичний інтерес викликає створення пристрою для вимірювання розподілів F,(v), які відповідають будь-яким можливим і, а саме основному стану (і = ground), метастабільним станам (і = metastable) і збудженим станам (і = excited) Це обумовлено тим, що експериментальні дослідження розподілів F,(v) необхідні для з'ясування механізмів та створення теорії різних емісійних явищ (розпорошення, розсіяння, вторинної іонної емісії (ВІЕ), іонно-фотонної емісії (ІФЕ) та інших [1]), які супроводжують іонне бомбардування твердого тіла і лежать в основі сучасних методів діагностики поверхні іонними пучками вторинно-іонної масспектрометрм (ВІМС) [2], юннорозсіюванної спектроскопії (ІРС) [2], іоннофотонної спектроскопії (ІФС) [3], спектроскопії збуджених розсіяних часток (СЗРЧ) [4], резонансної лазерно-іонізаційної спектроскопії (РЛІМС) [5] та інших Одержання функцій F,(v) які відповідають різним і дозволить визначити будь-яку диференціальну (та, вочевидь, інтегральну) характеристику потоку відлітаючих від поверхні атомів і ІОНІВ, а також таку фундаментальну величину як залежність імовірності утворення 1-ого електронного стану розпорошеної або розсіяної частинки від и швидкості n,(v) [3] n(v) = F(v)/SF m (v) (1) /m де m - будь який можливий електронний стан розпорошеної або розсіяної частинки (О 44612 Загальним недоліком відомих пристроїв є те, інформацію про розподіли за швидкостями частищо вони не придатні для дослідження розподілів нок, які емітовані в збудженому стані, тому що з-за 8 F,(v) для збуджених атомів Але саме ці частинки малих часів життя (< 10 с) більшість з них передають основний внесок в ІФЕ і є найінформативходять в основний стан ще до моменту взаємодії з нішими про поверхню в методах ІФС та СЗРЧ лазерним випромінюванням В СДЗЛФ для видіПристрій, який пропонується, дає можливість долення частинок, які вилітають з поверхні в напрямсліджувати функції F,(v), які відповідають будьку 0,ф використовують діафрагму Перехід від одяким електронним станам, (і = ground, і = metastaного набору 0,ф до іншого потребує зміни на ble 11 = excited) для атомів і ІОНІВ лаштування всієї вимірювальної системи, що робить надзвичайно складним і довгим вимірювання ВІДОМІ пристрої які реалізують способи одерeф набору функцій Afi (v), які відповідають різним жання F,(v) об'єднує наступний ПІДХІД 0,Ф, а також суттєво знижує точність за рахунок а) з всього потоку відлітаючих від поверхні чанеминучих змін геометрії виділення пучка та збору стинок в і-му стані виділяють ті, які рухаються в фотонів Крім того, через необхідність застосуванмалому телесному кутові ня одночастотного престроюваного лазеру приД£і = sm@m® cp (2) стрій є дорогим де 0 і ф - ВІДПОВІДНОполярний та азимутальЗавданням винаходу є розробка пристрою для ний кути вильоту збуджених частинок, які відповівимірювання розподілів за швидкостям F,(v) роздають деякому обраному напрямку векторів їх порошених і розсіяних атомів і ІОНІВ ДЛЯ ВСІЄЇ НИЗКИ швидкостей v, електронних станів цих частинок (і = ground, meб) вимірюють величину uf,e