Анотація до роботи:

Коновалов А.М. Компоненти спектрів характеристичних втрат енергії електронів, відбитих плівками Al, In та Ge. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.04 – фізична електроніка. Інститут фізики НАН України, Київ, 2005.

Дисертаційна робота присвячена експериментальному дослідженню процесів взаємодії електронів середніх енергій (100–1000 еВ) у поверхневій області плівкових мішеней Al, In та Ge методом спектроскопії характеристичних втрат енергії електронів (ХВЕЕ), що відбиваються від твердого тіла. Запропоновано новий підхід до кількісних досліджень спектрів ХВЕЕ, в рамках якого розроблені дві методики визначення компонентів спектрів, які не базуються на моделях взаємодій електронів у твердому тілі. Дослідження форм компонентів спектрів ХВЕЕ плівок Al, In та Ge, виміряних при різних кутах падіння, виходу та розсіяння електронів в діапазоні енергій первинних електронів 300–800 еВ, показали, що дисперсія поверхневого плазмону має додатний характер для In та від’ємний для Al та Ge. Виявлений пік мультипольного поверхневого плазмону в компонентах спектрів ХВЕЕ Al та Ge. При різних значеннях енергії первинних електронів визначені кутові залежності інтенсивностей піків однократних та двократних втрат енергій, нормованих на інтенсивність піка пружно відбитих електронів. Встановлено, що для спектрів ХВЕЕ In та Ge нормовані інтенсивності піків, пов’язаних із збудженням об’ємного плазмону, складним немонотонним чином суттєво залежать від кута розсіяння електронів. Вибір кута розсіяння електронів може принципово змінити характер залежностей нормованої інтенсивності піка об'ємного плазмону від енергії первинних електронів. Нормована інтенсивність піка мультипольного поверхневого плазмону, оцінку якої вдалося виконати для спектрів ХВЕЕ Al, майже не залежить від кутів падіння та виходу електронів і зменшується при збільшенні енергії первинних електронів.

В дисертації експериментально досліджуються процеси взаємодії електронів середніх енергій (100–1000 еВ) у поверхневій області плівкових мішеней Al, In та Ge методом спектроскопії характеристичних втрат енергії електронів (ХВЕЕ), що відбиваються від твердого тіла. Запропонований новий підхід до кількісних досліджень спектрів ХВЕЕ, в рамках якого розроблені методики визначення компонентів спектрів, які не використовують модельні припущення про процеси розсіянь електронів у твердому тілі або дані про положення, форму і кількість піків, що входять до складу спектра. Методики дозволяють отримувати форми спектральних піків та відносні кутові залежності інтенсивностей піків однократних втрат енергії, нормованих на інтенсивність піка пружно відбитих електронів. Вони були використані для з’ясування характеру дисперсії звичайного поверхневого плазмону та можливості прояву піка мультипольного поверхневого плазмону в спектрах ХВЕЕ Al, In та Ge в діапазоні середніх енергій первинних електронів, а також для кількісних досліджень залежностей інтенсивностей піків поверхневих та об’ємних збуджень, що складають спектр ХВЕЕ Al, In та Ge в області однократних та двократних втрат енергій, від геометричних умов експерименту при різних енергіях первинних електронів. В дисертації були виконані задачі, що описані у ЗАГАЛЬНІЙ ХАРАКТЕРИСТИЦІ РОБОТИ, та зроблені такі основні висновки:

1. В діапазоні енергій первинних електронів 300–800 еВ були визначені форми піків поверхневого та об’ємного плазмонів спектрів ХВЕЕ Al, In та Ge і встановлено, що вони не змінюються із зміною геометричних умов експерименту.

2. Аналіз форм цих піків показав, що дисперсія поверхневого плазмону індію додатна, а алюмінію та германію – від’ємна.

3. Вперше в спектрально-інтегральних експериментах по непружному відбиттю електронів виявлений прояв піка мультипольного поверхневого плазмону в спектрах ХВЕЕ плівок Al та Ge. Для Al зроблено оцінку нормованої інтенсивності цього піка і встановлений характер її кутової та енергетичної залежності.

4. При різних енергіях первинних електронів визначені відносні залежності нормованих інтенсивностей піків однократних об’ємного та поверхневого плазмонів Al, In та Ge від геометричних умов експерименту без використання моделей взаємодій електронів або моделей розрахунку форм піків. Визначені кутові залежності нормованих інтенсивностей піків однократних та двократних збуджень з використанням відомих методів розрахунку форм складових піків.

5. Встановлено, що для спектрів ХВЕЕ In та Ge нормовані інтенсивності піків, пов’язаних із збудженням об’ємних плазмонів, суттєво та складним немонотонним чином залежать від кута розсіяння електронів. В той же час, інтенсивності піків однократного та двократного поверхневих плазмонів слабо залежать від кута розсіяння. Кут розсіяння електронів майже не впливає на вигляд залежностей нормованих інтенсивностей піків від кутового параметра j, однак може принципово змінювати характер залежностей інтенсивності піка об'ємного плазмону від енергії первинних електронів.

Публікації автора:

Результати дисертації опубліковано в 15 роботах: 6 статтях у наукових журналах, 1 статті у збірнику наукових праць та 8 матеріалах і тезах конференцій:

1. Кринько Ю.М., Коновалов А.М., Находкін М.Г. Дослідження інтенсивностей піків однократних характеристичних втрат енергій електронів, які відбиваються від немонокристалічного алюмінію // УФЖ – 1998. – Т. 43, № 10. – С. 1266–1269.

2. Кринько Ю.М., Коновалов А.М., Находкін М.Г. Залежності спектрів ХВЕЕ індію від енергії електронів при різних кутах розсіяння // Вісник Київського університету. Серія: фізико-математичні науки. – 2000 р. – випуск № 3. – С. 352–358.

3. Krynko Y.M., Konovalov A.M., Nakhodkin M.G. A new approach to analysis of reflection electron energy loss spectra // J. Electr. Spectrosc. and Related Phenom. – 2002. – Vol. 122. – P. 231–237.

4. Konovalov A.M., Krynko Y.M., Musatenko Yu.S., Nakhodkin M.G. Analysis of the principal components for REEL spectra of indium // J. Electr. Spectrosc. and Related Phenom. – 2003. – Vol. 133. – P. 27–37.

5. Konovalov A.M., Krynko Yu.M., Nakhodkin M.G. Principal component analysis of angular dependences of reflection electron energy loss spectra of Ge // Ukr. J. Phys. – 2004. – V. 49, N 8. – P. 794–798.

6. Коновалов А.М., Кринько Ю.М., Находкін М.Г. Аналіз форми компонентів спектрів ХВЕЕ полікристалічних плівок алюмінію // Вісник Київського університету. Серія: фізико-математичні науки. – 2004 р. – випуск №4. – С. 331–338.

7. Коновалов А.Н. Возможность получения новой информации из спектров характеристических потерь энергии отражённых электронов // Сучасні фізико-математичні дослідження молодих науковців ВУЗів України: Зб. наук. пр. – К.: Київ. ун-т. – 1995. – С. 92–104.

8. Konovalov A., Kryn'ko Y., Osadchi I., Voskoboinikov A. Profile for semiinfinite metal-like materials within electron density functional formalism // Materials of Seminars and Poster Sessions, Frontiers in Nanoscale Science for Micron/Submicron Devices. NATO ASI. Workshop "Mesoscopic'95". – Kyiv (Ukraine). – 1995. – P. 13.

9. Kryn'ko Y.N. and Konovalov A.M. Important solid surface nanocharacterisations obtained with the quantitative analysis of REEL spectra // Abstracts on Frontiers in Nanoscale Science for Micron/Submicron Devices. NATO ASI. – Kyiv (Ukraine). – 1995.

10. Konovalov A., Kryn'ko Y., Osadchi I., Voskoboinikov A. There is a possibility to reach new important information from REELS // ECASIA'95. 6th Conference on Applications of Surface and Interface Analysis. – Montreux (Switzerland). – 1995. – QA-54.

11. Крынько Ю.Н., Коновалов А.Н. Количественный анализ интенсивностей спектров характеристических потерь энергии отражённых электронов // Тезисы докладов. Эмиссионная электроника, новые методы и технологии. – Ташкент (Узбекистан). – 1997. – С. 155.

12. Kryn'ko Y., Konovalov A. Analysis of single energy loss function of Al reflection-electron-energy- loss spectra // Abstracts of 17th European conference on Surface Science. – Enschede (The Netherlands). – 1997. – ThP40.

13. Kryn’ko Y.N., Konovalov A.N., Nakhodkin N.G. Single energy losses of electrons reflected by noncrystalline Al // Abstracts of 10th International Conference on Quantitative Surface Analysis. – Birmingham (UK). – 1998. – AS.Ptu.27, P. 29.

14. Konovalov A.M., Kryn’ko Yu.M., Nakhodkin M.G. Method of REEL spectra shape analysis // Abstracts of International Workshop on the Inelastic Mean Free Path of Electrons. – Budapest (Hungary). – 2000. – FP-2.

15. Konovalov A.M., Kryn’ko Yu.M., Nakhodkin M.G., Voskoboinikov O.M. Investigation of REEL spectra azimuth anisotropy for indium // Abstracts of International Workshop on the Inelastic Mean Free Path of Electrons. – Budapest (Hungary). – 2000. – FP-3.