| Аннотация |
Рабочие характеристики приборов, имеющих в своем составе тонкопленочные элементы, напрямую зависят от свойств используемых пленок, свойства которых, в свою очередь, определяются химическим составом и толщиной. Среди различных методов определения толщины пленок и покрытий можно выделить рентгенофлуоресцентный анализ, основными преимуществами которого являются экспрессность и неразрушающее воздействие на исследуемый объект.
В энергодисперсионных спектрометрах, широко использующихся для элементного анализа вещества, спектр рентгеновского излучения на пути от рентгеновской трубки до окна детектора претерпевает ряд изменений: излучение ослабляется в среде между трубкой и образцом, в самом исследуемом образце, между образцом и детектором, а также трансформируется при регистрации излучения в детекторе.
В большинстве работ, посвященных рентгенофлуоресцентному анализу, изучаются многокомпонентные образцы, при этом рассматривается случай, когда все входящие в состав образца компоненты равномерно распределены по его объему. В настоящее же время активно изучаются многокомпонентные наноструктурные покрытия, в связи с чем, при проведении рентгенофлуоресцентного анализа необходимо рассматривать ситуацию, когда в качестве исследуемого образца выступает чистая одно- или многокомпонентная пленка, нанесенная на полубесконечную подложку, химический состав которой отличается от составляющих исследуемую пленку веществ. Также на практике часто встречаются случаи, когда на полубесконечную подложку наносятся два (или более) тонких слоя различного состава. Очевидно, что порядок нанесения слоев оказывает существенное влияние на форму спектра флуоресцентного излучения.
Подобные ситуации вносят серьезные коррективы в расчет интенсивности флуоресцентного излучения, регистрируемого детектором. Кроме рассеянного первичного излучения и характеристического излучения элементов пленки в упомянутых выше случаях будет регистрироваться и флуоресцентное излучение элементов подложки, возбуждаемое первичным излучением, прошедшим через пленку.
При расчете интенсивности регистрируемых спектров необходимо учесть, что пленка может содержать как более, так и менее тяжелоатомные элементы, чем подложка. Кроме того, необходимо учитывать, что излучение не распространяется вдоль одного направления, а расходится под некоторым углом из источника и, соответственно, под разными углами падает на пленку и, проходя через нее, на подложку. Точно так же и отбор излучения детектором будет осуществляться в некотором диапазоне углов.
Представленные соображения показывают, что расчет реального флуоресцентного спектра от образца пленки на подложке требует достаточно большого объема математических вычислений. В существующих на данный момент моделях, описывающих распространение рентгеновского излучения, его взаимодействие с веществом и формирование флуоресцентного спектра, особенности, указанные выше, в основном, не учитывались.
Таким образом, целью проекта является разработка программно-методического комплекса безэталонного контроля толщины пленок и покрытий с помощью рентгенофлуоресцентного анализа. Данный комплекс, предназначенный для описания процесса формирования спектра излучения от пленки на подложке, позволит с высокой степенью точности описывать процессы, происходящие с рентгеновским излучением на всех этапах его взаимодействия с образцом.
Научная новизна проекта заключается в том, что в настоящее время ситуация, когда в качестве образца выступает состоящая из 2-3 веществ пленка, нанесенная на полубесконечную подложку, в состав которой входят несколько химических элементов, отличных от составляющих исследуемую пленку веществ, практически не исследовалась
|
| Типы НИОКТР |
Разработка новых материалов, научно-методических материалов, продуктов, процессов, программ, устройств, типов, элементов, услуг, систем, методов, методик, рекомендаций, предложений, прогнозов
|
