O‘zbekiston respublikasi oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi m. M. Nishonova elektronikaning fizik asoslari o‘quv qo

4.6. Noelastik qaytgan birlamchi elektronlar

Birlamchi elektronlarning birnecha o‘n elektronvolt E₀ energiyasidan boshlab, ularning modda bilan o‘zaro ta’sirida asosiy o‘rinni noelastik qaytishlar egallaydi. Noelastik qaytgan birlamchi elektronlar uzliksiz energetik spektrga ega bo‘ladi, ular energiyasi 50 eV dan to shunday E energiyalargachaki, u elastik qaytlan elektronlarning energiyasiga mos keladi (E ₀). Noelastik qaytgan elektronlar egallaydigan energiya, ularni qattiq jismlardan chiqishda yo‘qotadigan energiya kattaligiga bog‘liq bo‘ladi. Tajribalar shuni ko‘rsatadiki, birlamchi elektronlar singish chuqurligining kamayishi bilan noelastik qaytgan elektronlar soni kamaya boradi, sababi ular eng ko‘p energiya yo‘qotishadi. O‘ta tez harakatlanuvchi elektronlar soni deyarli o‘zgarmasdan qoladi, sababi ular 2-3 atom qatlamlaridan chiqishadi.
Energoanalizatorlar yordamida olingan, yuqori ajrata olish qobiliyatiga ega bo‘lgan ikkilamchi elektronlar energetik taqsimoti shuni ko‘rsatadiki, asl ikkilamchi va elastik qaytgan elektronlar piki bilan birga, yana bir qator qo‘shimcha maksimumlar borki, ular elastik sochilgan piklar yaqinida, hamda bir necha o‘nlab elektronvolt atrofida E bo‘lishadi, ya’ni sekin ikkilamchi elektronlar spektrida.
Birinchi holatda, maksimumlar E_s xarakteristik energiya yo‘qotishspektroskopiyasi (XEYS) energiyali noelastik qaytgan birlamchi elektronlarga mos keladi.
Ikkinchi holatda, esa maksimumlar sekin haqiqiy ikkilamchi elektronlarga, Oje-protsess natijasida bir xil energiya miqdori olgan elektronlarga mos keladi.
Noelastik qaytgan elektronlar spektrida xarakteristik yo‘qotishlar shuni ko‘rsatdiki, maksimumlar holati (ya’ni E_s kattalik) E₀ energiyaga ham, birlamchi elektronlarning tushish burchagiga ham bog‘liq bo‘lmasdan, balki mishen materiali moddasiga xarakterli bo‘lar ekan. Xarakteristik yo‘qotish muammosiga ikki xil nazariy yondashuv mavjud: birlamchi elektronlarni modda elektronlari bilan birelektronli o‘zaro ta’sir A.YA. Vyatskin nazariyasi va Bom hamda Payns kollektiv o‘zaro ta’sir nazariyalari mavjud.
Birinchi nazariyaga muvofiq, tez elektronlarni metall elektronlari bilan o‘zaro ta’sirida quyidagilar bo‘lishi mumkin :

1. 
   n=0 o‘tishlar . Ularga kuchsiz bog‘lanishlar yaqinlashganida zonalar ichidagi o‘tishlar kiradi (bu erkin elektronlarning o‘zaro ta’siriga mos keladi) va kuchli aloqada erkin zonalararo o‘tishlar. Energiya modda har bir zonasining elektroniga ixtiyoriy porsiyada uzatilishi mumkin, kuchsiz bog‘lanish uchun zonalar ichidagi o‘tishlar. (Bu erkin elektronlarning panjara ishtirokidagi o‘zaro ta’siriga mos keladi) .
   
2. 
   n≠0 o‘tishlar. Impulslar uchun tanlash qoidasiga bo‘yinsunadigan zonalararo o‘tishlar kiradi, ya’ni energiya moddaning elektroniga (ushbu zonada) ma’lim bir porsiyalarda uzatiladi va bunda birlamchi elektron diskret xarakteristik yo‘qotishlarga ega bo‘ladi, uning kattaligi panjara parametriga bog‘liq bo‘ladi. Yo‘qotish bunda qiyidagi ifoda orqali aniqlanadi:
   

_c
(^*teskari panjara vektori uzunligi kristall panjara tekisliklari (hkl) orasidagi d masofaning teskari kattaligiga teng).
Ikkinchi nazariyaga (Bom va Payns) ko‘ra xarakteristik energiya yo‘qotishlar –birlamchi elektronni bir-biri bilan o‘zaro ta’sirlashuvchi qattiq jism elektronlari guruhi o‘zaro ta’siridan yuzaga kelishi mumkin. Bu butun kollektivdagi elektronlarni g‘alayonlanishiga olib keladi va bu elektron gazining (plazmali tebranishlar) tebranishlarida aks etadi. Bunday tebranishlar energiyasi diskret, mos ravishda bu tebranishlar yuzaga keltiruvchi birlamchi elektronlar energiya yo‘qotishi ham diskretdir.
Yuqorida aytib o‘tildiki, xarakteristik yo‘qotishlar piki E E₀ energiya spektri yaqinidagi uncha katta bo‘lmagan uchastka qismida –kuzatiladi. Buning sababi quyidagicha. Mishen sirtidan qaytayotganda o‘ta tez elektronlar sirt usti qatlamlaridan chiqadi. Bu elektronlar yoki umuman energiya yo‘qotishmagan (elastik qaytgan), yoki bir nechta noelastik to‘qnashgan (noelastik qaytgan), ular xarakteristik yo‘qotishlarga duch kelishadi, va uzliksiz spektr fonida cho‘qqilar sifatida aniqlanishadi.
Spektrning kichik energiyali E sohasidan o‘tayotganda, bu elektronlarni churroqdan chiqishi bilan kechadi, noelastik to‘qnashuvlar soni ortadi, buni ikkilamchi elektronlar sezadi. Turli energiya yo‘qotishlar bilan kechadigan noelastik to‘qnashuvlar sonining ortishi – xarakteristik energiya yo‘qotish piklarining kamayishiga va so‘ngra yo‘qolishiga (spektrda yanada quyi energiyalarga o‘tiladi) olib keladi.
Noelastik qaytish koeffitsienti ƞ birlamchi elektronlar energiyasi E₀ (35-rasm) ga va mishen atomi zaryadi nomeriga bog‘liqlikka moyillik kasb etadi. E₀ ning juda katta qiymatlarida (o‘nlab kiloelektronvolt) ƞ koeffitsient amalda o‘zgarmaydi, yoki E₀ ortishi bilan bir tekis kamayadi. Tushish burchagi φ ning ortishi bilan ƞ ortadi. Ƞ(Z) bog‘liqlik ko‘rinishi moddada elektronlarning sochilishi va tormozlanishi mexanizmlari to‘g‘risida ma’lumotlar beradi.