Способ исследования электронной структуры поверхности вещества

Способ исследования электронной структуры поверхности вещества

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) дополнительное к авт. свид-ву

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 531400 (51) М. Кл.

6 01 К 23/00 (22) Заявлено 0 0474(21) 2015528/25 с присоединением заявки,%— (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.10.77, Бюллетень № 37 (45) Дата опубликования описания 171177

Гициаратиаиима иеаатет йааата атиииатраа CCCP иа ааааа иаееретаиий и атаритий (53) УДК

620. 18 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.Г. Стародубов, К.П. Арефьев и С.A. Воробьев (7l) Заявитель

Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. С.М. Кирова (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ СТРУКТУРЫ

ПОВЕРХНОСТИ ВЕЩЕСТВА

Изобретение относится к области экспериментальной и теоретической физики и может найти применение при исследовании электронной структуры поверхности твердых и жидких веществ, а так- 5 же в технологии обработки материалов и материаловедении.

Для исследования электронной структуры поверхности вещества осуществляют дифракцию электронов низких энер- 10 гий(1 j, (2j, для чего исследуемую поверхность облучают пучком моноэнергетических электронов и регистрируют рассеянные электроны. Эти методы позволяют получить информацию о периодич- 15 ности расположения атомов в решетке вдоль поверхности, а также о структуре поверхности. Однако они не дают количественной информации о потенциале поверхности и ее электронной структу- Ю ре.

Известен также способ исследования электронной структуры поверхности вещества с помощью аннигиляции позитрония (3), являющийся наиболее близким 25 техническим решением к предложенному.

Согласно этому способу, у поверхности исследуемого вещества получают позитроний в статическом электрическом поле, которое прикладывается между 30 радиоизотопным источником позитронов и изучаемым веществом. Образец и источник находятся в атмосфере аргона. Электрическое поле прикладывается для повышения вероятности образования позитрония.

Образовавшийся в атмосфере аргона пара-позитроний взаимодействует с электронами поверхности исследуемого вещества, в результате чего образуются аннигиляционные гамма-кванты, угловое распределение которых несет информацию об электронной структуре поверхности. При этом статический вес пара-позитрония составляет 25%.

Предварительно проводят указанные операции в газообразной атмосфере без образца и в вакууме с исследуемым образцом.

Недостатками известного способа являются: применимость для изучения лишь металлических образцов; малая эффективность вследствие малой плотнссти газообразного аргона, давление которого равно 1 атм, что приводит к невысокой плотности образующихся атомов позитрония у поверхности исследуемого вещества.

Цель изобретения — повышение плотности позитрония и увеличение вероят513400

Формула изобретения

Составитель В, Кириллов

Техред М. Левицкая Корректор В. Сердюк

Редактор Т. Орловская

Эакаэ 4065/43 Тираж 1101 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ности образования пара-позитрония.

Цель достигается тем, что на исследуемое вещество, окруженное газообразной атмосферой (например, аргоном), при давлении 10-120 атм накладывается статическое магнитное поле напряжен( ностью не менее 2 кгс.

Использование магнитного поля усиливает образование пара-поэитрония в 2 раза и расширяет возможности спосо-10 ба > так как позволяет и6следовать электронную структуру поверхности жидких и твердых веществ °

Использованием газообразного аргона под давлением не менее-10 атм превышается эффективность способа, так как при этом плотность атомов позитрония, образующихся у поверхности исследуемого вещества, увеличивается более чем в 10 раэ по сравнению с давлением в известном способе {1 атм). (Повысить давление аргона при реализации известного снособ " нельзя, так как при этом уменьшается вероятность образования позитрония в электрическом поле) .

Предложенный способ осуществляют так.

Между полюсными наконечниками магНита, которые заключены в металлическую немагнитную герметическую камеру, помещают источник позитронов (например, радиоиэотоп Na — у одного полю22 са магнита) и исследуемое вещество (у противоположного полюса) . Предварительно поверхность исследуемого образца тщательно очищают, например, нагрева- . 5

Кием в вакууме. Расстояние между радиоизотопным источником и образцом выбирают из условия образования максимального числа поэитрония у поверхНОсти образца. Эатем в камере создают 4О вакуум 10 торр и напускают до давления не менее 10 атм. аргон, очищенный до 99,9% ° Между полюсными наконечниками прикладывается статическое магнитное поле напряженностью не менее

2 кгс, которое позволяет увеличить вероятность образования пара-поэитрония до 50% °

Информацию об электронной структуре поверхности исследуемых веществ получают, измеряя угловое распределение аннигиляционных гамма-квантов, образующихся при взаимодействии пара-поэитрония с электронами изучаемой поверхности.

Способ исследования электронной структуры поверхности вещества, заключающийся в том, что атмосферу, окружающую исследуемый образец, облучают позитронами, в результате чего образуются позитроний и пара-поэитроний, и измеряют угловое распределение аннигиляционных гамма-квантов, образующихся при взаимодействии пара-поэитрония с электронами изучаемой поверхности, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения плотности позитрония,и увеличения вероятности образования парапозитрония, на исследуемое вещество и окружающую его атмосферу накладывают татическое магнитное поле напряженостью не менее 2 кгс при давлении от 10 до 120 атм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Дэвисон С. и др. Поверхностные (таммовские) состояния, 1973, с. 162.

2. Патент Великобритании 9 1.150.577, кл. G 1 A 1966.

3. Дехтяр И.Я. и др. Новый метод исследования электронной структуры металлических поверхностей с помощью аннигиляции позитрония. Ptlgs stat

ЬаР, 1972, 10, с. 657.