CC BY
12Решетневскуе чтения. 2017
УДК 543.428
ТОНКАЯ СТРУКТУРА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ СПЕКТРОВ СЕЧЕНИЯ НЕУПРУГОГО РАССЕЯНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ FeSi2
Т. А. Андрющенко*, Т. Н. Хохлова, А. Ю. Игуменов, А. С. Паршин
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
В настоящее время в аэрокосмической отрасли широко используются фотоэлектрические преобразователи, основу которых составляет дисилицид железа. Электронная спектроскопия широко используется для исследования наноматериалов, где обработка экспериментально полученных результатов основывается на математических методах. Проведено разложение дифференциальных спектров сечения неупругого рассеяния электронов FeSi2 и оптимизирован процесс расчета основных параметров пиков.
Ключевые слова: структуры металл-полупроводник, полупроводники, металлы, силициды железа, спектроскопия сечения неупругого рассеяния электронов, спектроскопия характеристических потерь энергии электронов.
FINE STRUCTURE OF DIFFERENTIAL INELASTIC ELECTRON SCATTERING
CROSS SECTION SPECTRA OF FeSi2
T. A. Andryushchenko*, T. N. Khokhlova, A. Yu. Igumenov, A. S. Parshin
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
*E-mail: [email protected]
Currently photoelectric converters based on iron disilicide are widely used in aerospace industry. Electron spectroscopy is widely used for nanomaterials investigation. Mathematical methods are used for experimentally obtained results processing. We decompose the differential inelastic electron scattering cross section spectra of FeSi2 to elemental peaks for the first time. The optimization ofpeak main parameters calculation process is performed.
Keywords: metal-semiconductor structures, semiconductors, metals, iron silicides, inelastic electron scattering cross-section, electron energy loss spectroscopy.
В настоящее время достаточно сильно развивают- сеяния электронов (KX-спектры [6]) представляют ся такие области науки, как наноэлектроника, нано- собой произведения средней длины неупругого фотоника и спинтроника, где для создания различных пробега электронов X и дифференциального сечения устройств требуются высокоточные методы анализа неупругого рассеяния K(E0, E0 - E), где E0 и E - соот-физико-химических свойств материалов. В отрасли ветственно энергии первичных и отраженных элек-исследования наноматериалов широко используются тронов, T = E0 - E - потери энергии электронов. Спек-методы электронной спектроскопии, а именно Оже- тры сечения неупругого рассеяния электронов полуэлектронная спектроскопия (ОЭС), рентгеновская чены из экспериментальных спектров потерь энергии фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС) и спектро- отраженных электронов с помощью программного скопия характеристических потерь энергии электро- пакета QUASESTM XS REELS [7], согласно алгоритму нов (СХПЭЭ). Полученные данным методом резуль- [6].
таты обрабатываются математическими методами. Проведено разложение спектров сечения неупру-
Спектры сечения неупругого рассеяния электронов гого рассеяния электронов FeSi2 на элементарные со-
FeSi2 впервые разложены на отдельные пики в диф- ставляющие в дифференциальном виде. Для этого
ференциальном виде, что является развитием метода использована производная от функции Тоугаарда.
аппроксимации интегральных спектров [1-5]; опти- Обоснование дифференциального подхода состоит
мизирован процесс расчета основных характеристик в том, что на дифференциальных спектрах наблюдается
подгоночных пиков. большее количество пиков с малой интенсивностью,
Экспериментальные спектры получены на сверх- чем на интегральных, следовательно, мы с большей
высоковакуумном фотоэлектронном спектрометре достоверностью можем определить их природу.
SPECS (Германия) при энергиях первичных электро- Предложен алгоритм расчета основных характеристик
нов 300, 600, 1200, 1900, 3000 эВ. Проведен деталь- подгоночных пиков (положение, амплитуда, площадь)
ный анализ спектров сечения неупругого рассеяния по параметрам функции Тоугаарда. Такой подход по-
электронов FeSi2. Спектры сечения неупругого рас- зволил ускорить анализ подгоночных пиков.
Наноматериалы и нанотехнологии в аэрокосмической отрасли
Библиографические ссылки
1. Расчет вероятности генерации поверхностных возбуждений электронами, отраженными от поверхности Si / А. Ю. Игуменов [и др.] // Вестник СибГАУ, 2014. Т. 56 (4). С. 230-235.
2. Тонкая структура спектров сечения неупругого рассеяния электронов и поверхностный параметр Si / А. С. Паршин [и др.] // Физика и техника полупроводников, 2015. Т. 49 (4). С. 435-439.
3. Сравнительный анализ спектров характеристических потерь энергии электронов и спектров сечения неупругого рассеяния в Fe / А. С. Паршин [и др.] // Физика твердого тела, 2016. Т. 58 (5). С. 881-887.
4. Исследование дисилицида железа методами электронной спектроскопии / А. С. Паршин [и др.] // Журнал технической физики, 2016. Т. 86 (9). С. 136140.
5. Fine structure of inelastic electron scattering cross-section spectra for Mn / A. S. Parshin [et al.] // IOP Conference Series : Materials Science and Engineering, 2016. Vol. 122. С. 012025, 1-7.
6. Tougaard S. Differential inelastic electron scattering cross sections from experimental reflection electron-energy-loss spectra: Application to background removal in electron spectroscopy // Phys. Rev. B, 1987. Vol. 35 (13). P. 6570-6577.
7. QUASES - Software packages to characterize surface nano-structures by analysis of electron spectra. [Электронный ресурс]. URL: http:// www.quases.com (дата обращения: 01.09.2016).
References
1. Raschet veroyatnosti generatsii poverkhnostnykh vozbuzhdeniy elektronami, otrazhennymi ot poverkhnosti Si / A. Yu. Igumenov [et al.] // Vestnik SibGAU, 2014. Vol. 56 (4). Pp. 230-235.
2. Tonkaya struktura spektrov secheniya neuprugogo rasseyaniya elektronov i poverkhnostnyy parametr Si / A. S. Parshin [et al.] // Fizika i tekhnika poluprovodnikov, 2015. Vol. 49 (4). Pp. 435-439.
3. Sravnitel'nyy analiz spektrov kharakteristicheskikh poter' energii elektronov i spektrov secheniya neuprugogo rasseyaniya v Fe / A. S. Parshin [et al.] // Fizika tverdogo tela, 2016. Vol. 58 (5). Pp. 881-887.
4. Issledovaniye disilitsida zheleza metodami elek-tronnoy spektroskopii / A. S. Parshin [et al.] // Journal tekhnicheskoy fiziki, 2016. Vol. 86 (9). Pp. 136-140.
5. Fine structure of inelastic electron scattering cross-section spectra for Mn / A. S. Parshin [et al.] // IOP Conference Series : Materials Science and Engineering, 2016. Vol. 122. Pp. 012025, 1-7.
6. Tougaard S. Differential inelastic electron scattering cross sections from experimental reflection electron-energy-loss spectra: Application to background removal in electron spectroscopy // Phys. Rev. B, 1987. Vol. 35 (13). P. 6570-6577.
7. QUASES - Software packages to characterize surface nano-structures by analysis of electron spectra. Available at: URL: http:// www.quases.com (accessed: 01.09.2016).
© Андрющенко Т. А., Хохлова Т. Н., Игуменов А. Ю., Паршин А. С. 2017
