241

A HibUl. IM1U.1 ,Vv»« r ), buui :uO

ISBN D4H1II ł-7. © l>. WN TOS >«}

7 15 WYBRANE METODY BADANIA STRUKTURY POWIERZCHNI CIAŁ STAŁYCH 241

wymaga bowiem nakładu energii na rozerwanie wiązań chemicznych lub międzyczą-steczkowych wzdłuż płaszczyzny łupliwości Na lak powstałych powierzchniach panuje asymetria działających sił: atomy powierzchniowe są przyciągane przez atomy następnych warstw kryształu bliskich powierzchni, nie doznają natomiast takich oddziaływań po przeciwnej stronie. Ta asymetria powoduje zdolność powierzchni ciała stałego do adsorpcji cząstek z otaczającej go fazy gazowej lub ciekłej siłami międzycząstcczko-wymi (adsorpcja fizyczna), czy też przez, wytworzenie wiązań chemicznych (adsorpcja chemiczna, chcmisorpcja). co prowadzi do zmniejszenia energii powierzchniowej. Dążenie do zmniejszenia energii powierzchniowej może się także wyrazić przez dyfuzję na powierzchnię obcych atomów zawartych w ciclc stałym i ich segregację na powierzchni, jak to przedstawiono na rys. 1.1.

Do spraw związanych z energią powierzchniową i adsorpcją powrócimy w rozdz 13. W tym paragrafie zajmiemy się metodami określania składu chemicznego powierzchni ciała stałego i określaniu na niej rozmieszczenia pierwiastków oraz metodami określania jej struktury. Współczesna fizyka i fizykochemia powierzchni ciała stałego rozporządza licznymi metodami wykorzystywanymi do lego celu. Spośród tych metod omówimy tutaj tylko skaningową mikroskopię elektronową i analizę mikrorentgenowską oraz skaningową mikroskopię tunelową.

7.15.1. SKANINGOWA MIKROSKOPIA ELEKTRONOWA

W skaningowym mikroskopie elektronow ym wiązka elektronów o energii 1-30 kcV. padająca w próżni na powierzchnię ciała stałego, może wywołać szereg różnych zjawisk fizycznych (rys. 7.26). a mianowicie

• emisję niskocncrgctycznych elektronów wtórnych z zewnętrznych powłok elektronowych.

• emisję wysokoenergetycznych elektronów, powstałą przez sprężyste odbicie wsteczne elektronów padających w zderzeniu z atomami powierzchniowymi.

• emisję charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego (por. p. 7.5).

elekt

p*ln

elektrony A u gen płomienie X \

(luminescencja)

rony

jacc elektrony rozproszone / wstecznie

/ elektrony

1_iiiliłii_1

Rys. 7.26. Schemat oddziaływań padającej wiązki elektronów z powierzchnią próbki w skaningowym