О криминалистике и не только: избранные труды. Евгений Петрович Ищенко
то можно однозначно узнать, из какого атома они вылетели. Вследствие сложного электронного строения каждый атом испускает оже-электроны с несколькими разными энергиями, что обеспечивает однозначную идентификацию химического элемента.
Для возбуждения поверхностных оже-электронов служит электронная пушка, а для измерения их энергии – специальный анализатор. Регистрируется зависимость интенсивности выхода оже-электронов при разных энергиях. Составлен атлас таких зависимостей (спектров) для всех элементов. По энергиям и формам пиков в спектре определяется тип атомов, по величине пика – их концентрация в материале.
Оже-спектрометр позволяет производить элементный анализ всей таблицы Менделеева (кроме водорода и гелия). Толщина поверхностного слоя составляет 3–5 атомных слоев, чувствительность – до 0,1 %, площадь возбуждения – до 0,1 микрона. Следует подчеркнуть методическую отработанность и высокую достоверность оже-анализа, простоту и экспрессность определения концентрации элементов независимо от того, в каком химическом соединении они находятся.
Спектрометр обратно рассеянных ионов низких энергий (СОРИНЭ) основан на физическом принципе бомбардировки поверхности ионами инертного газа и регистрации этих же ионов, отраженных от поверхностных атомов. Ионы сталкиваются с ними, как бильярдные шары, причем их скорость уменьшается на строго определенную величину. Измерив остаточную скорость, можно определить, с атомом какой массы столкнулся ион. Каждому типу атомов в спектре соответствует пик с определенной энергией. Так как налетающие ионы по размерам сравнимы с атомами поверхности, то отражение в результате однократного соударения возможно лишь от одного самого верхнего слоя атомов.
Спектрометр СОРИНЭ имеет ионную пушку для зондирования поверхности объекта и энергетический анализатор – измеритель энергий (скоростей) отраженных ионов. Он позволяет анализировать элементный состав одного слоя атомов всей таблицы Менделеева (кроме водорода и гелия) с локальностью по поверхности до 0,1 мм и чувствительностью до 0,001 %. Можно измерить расстояния между атомами, определить их взаимное расположение.
Рентгеноэлектронный спектрометр (РЭС) основан на принципе облучения исследуемой поверхности рентгеновскими квантами, которые поглощаются атомами поверхности, а их энергия передается одному из электронов. Поскольку электрон связан с атомом, часть энергии затрачивается на разрыв этой связи, а оставшаяся часть ускоряет движение электрона. Если измерить скорости вылетающих электронов, то можно определить энергию связи электрона с атомом. Во всех типах атомов нет электронов с одинаковой энергией связи, поэтому, зная последнюю, можно определить тип атома, испустившего электрон. Если атом химически связан, то давление на внутренние электроны изменяется, что приводит к некоторому изменению их энергии связи. По этим изменениям определяется химическое состояние атомов поверхности.