BITIRUV MALAKAVIY ISHI
“Ultrabinafsha nurlar fotoelektron spektrometrning tuzilishini o’rganish”
mavzusidagi
Mavzu: Ultrabinafsha nurlar fotoelektron spektrometrning tuzilishini
o’rganish.
Kirish.
I .bob. Fotoelektronlar spektroskopiyasi usullariga oid adabiyotlarning
qisqacha mazmuni
1.1 Yuzalarni tekshirishda fotonlar oqimidan foydalanish.
1.2 Tashqi fotoeffekt qonunlari.
1.3 Ultrabinafsha nurlarning fotoelektron spektroskopiyasini (UBFE)va valent
zonada elektronlar taqsimoti orasidagi bog’lanish………….
Bitiruv ishining asosiy vazifalari.
II -bob. Fotoelektronlar spektrometrining tuzilishi.
2.1 To’xtatuvchi(tormozlovchi )maydonli analizatorga ega bo’lgan
spektrometrlar
2.2 Fotonlar manbai.
2.3 To’rt turli analizatorni yig’ish shartlari.
2.4 Yuqori vakkum olish.
III -bob Fotoelektron spektroskopiya yordamida metallar va yarim
o’tkazgichlar zonalarining parametrini aniqlash.
3.1 Metal sirti zonalarining parametrlarini aniqlash.
3.2 Aralashmasi yo’q ideal yarim o’tkazgich zonalarining parametrlarini
o’rganish.
Xulosa
Hayotiy faoliyati xavfsizligi
Iqtisodiy qism
Foydalanilgan adabiyotlar
Kirish.
Keyingi 20-25 yil ichida yuzalarning tarkibini,tuzilishini va xususiyatlarini
o’rganishga juda katta e’tibor qaratilmoqda.Bu esa o’z navbatida yuzalarning
tekshirish usullarining kengayishiga va rivojlanishiga olib kelmoqda.Bunga asosiy
sabab jismlarning qator(emessiya,optik, yemirilishga chidamlilik,ayrim mexanik
,fizik va ximiyaviy)xususiyatlarining k’op jihatdan uning ichki qatlamlariga
emas,balki yuza qatlamlariga bog’liq ekanligidir.Jumladan hozirgi zamon
texnalogiyasida ,xususan mikro va optoelektronikada , qattiq jismning yuza va
yuza osti qismi asosiy o’rinni egallaydi.Bu qatlamlarning tarkibini va tuzilishini
o’zgartirish
uchun
juda
ko’p
usullar
qo’llaniladi.Ionlarni
implantatsiya
qilish,diffuziya,impulsli electron dastalari va lazer nurlari bilan ishlov
berish,yuqori haroratda qizdirish.Undan tashqari qattiq jism yuzada molekulyar
oqimlardan foydalanib kerakli kristallarning yupqa epifaksial qatlamlarini hosil
qilish ham juda ahamiyatlidir.
Zamonaviy tekshirish usullari jism yuzasiga zarralar (elktron,ion,neytral
atom,yoki molekula,foton(to’lqin tabiatini tekshirmaganligimiz uchun fotonlarni
ham zarra deb ataymiz)),keskin qizdirish yoki kuchli elektr maydoni bilan ta’sir
qilib,undan uchib chiqayotgan zarralarni har tomonlama analiz qilishga
asoslangan.Amalda ionlar,elektronlar va fotonlar ta’siriga hamda analizga
asoslangan usullar ko’p qo’llaniladi.
Qattiq jism yuzalarining electron tuzilishini o’rganish uchun ultrabinafsha
nurlarning fotoelektron spektroskopiyasi usulidan keng foydalaniladi.Bu usul
yuzalarning zonalari parametrlarini aniqlash,ularda elektronlar taqsimoti to’g’risida
bevosita axborot bera oladigan yagona usulidir.Bu bitiruv ishi to’rt turli
fotoelektron spektrometrining tuzilishini o’rganishga bag’ishlangan.
I-bob.
Fotoelektronlar spektroskopiyasi usullariga oid adabiyotlarning qisqacha
tahlili.
Qattiq jism yuzasiga fotonlar oqimi kelib tushganda undan elektronlar uchib
chiqishi ko’zatiladi.Bu hodisa tashqi fotoeffekt deb ataladi.Bu eketronlarning
energiya boyicha taqsimotini tahlil qilish orqali yuzalarning holati to’g’risida
qimmatli ma’lumotlar olish mumkin.Olinishi lozim bo’lagan ma’lumotlarning
turiga qarab har xil to’lqin uzunlikdagi (chastotali)yorug’lik nurlaridan foydalanish
mumkin.Bunda albatta fotonlarning energiyasi (
hv
) elektronlarning chiqish
ishiga (
A e
) teng yoki undan katta bo’lishi kerak.Shuning uchun ham
fotonlar spektroskopiyasida asosan ultrabinafsha (
eV
hv
350
) va rontgen
(
eV
hv
502000
) nurlar ishlatiladi.
(Ichki fotoeffekt hodisalarga asoslangan usullarda infraqizil va ko’zga ko’rinuvchi
nurlardan foydalaniladi).
Kvant (foton) larining energiyasi juda kichik qiymatga ega bulganligi uchun
ularni Joullarda emas,elektron-voltlarda o’lchash qo’laydir.
(
Joul
eV
1.6 10 19
1
) .
Kvantning electron-voltlarda ifodalanadigan energiyasi bilan uning
nanometrlarda o’lchangan to’lqin uzunligi orasidagi quyidagi bog’lanish mavjud.
=
hv hc 1236/
(1.1)
Masalan,binafsha nurlar uchun
380nm
ligi ma’lum bo’lsa,bu nurlarning
har kvantining energiyasi
.3 25eV
1236/380
bo’ladi.
Elektromagnit to’lqinlarning chastotasi v yoki to’lqin uzunligi
c/v
elektromagnit nurlanishning asosiy xarakterestikasi bo’lib hisoblanadi.
Bir xil chastotali (to’lqin uzunlikli ) nurlar dastasi monoxromatik nurlar
deyiladi.Birlik vaqt ichida birlik yuzadan o’tayotgan monoxromatik fotonlar oqimi
F orqali nurlanish intensivligi
q
N ni quyidagi formula yordamida aniqlash
mumkin.
hv
N q F
(1.2)
Ultrabinafsha nurlarning electron spetroskopiyasi (UBES) qattiq jismning
yuza qismida valent elektronlarning energetic taqsimoti haqida bevosita ma’lumot
bera oladigan yagona usuldir.
1.1 Yuzalarni tekshirishda fotonlar oqimidan foydalanish.
Yuzalarni diagnostika qilishda zond sifatida ishlatiladigan zarralarning
orasida fotonlar yuza xususiyatlariga eng kam ta’sir qiladigan zarradir.Bunga
sabab: birinchidan,fotonning impulsi juda kichik , ikkinchidan, u neytral zarra
bo’lganligi uchun yuzalarning zaryadlanib qolishiga bog’liq bo’lgan jarayonlar
keskin kamayadi.Fotonlardan foydalanishning salbiy tomonlari ham bor.Kerakli
diapazonda fotonlarning kuchli intensivlika ega bo’lgan oqimini olish juda qiyin.
Bundan tashqari ikkilamchi zarralarni hosil qilish effekti juda kam.Shuning uchun
yuza qatlamlaridan chiqayotgan signallar juda kichik bo’ladi.Ammo sezgirligi
yuqori bo’lgan zamonaviy dedektorlardan foydalanib bunday signallarni katta
aniqlik bilan qayd qilish mumkin.
Asosan foto-elektron va foto-foton emessiyaga asoslangan usullar ko’p
qo’llaniladi.(1.1-rasm).Yuzaga tushayotgan va undan qaytayotgan fotonlarning
to’lqin uzunliklariga qarab to’rtta guruhga ajratish mumkin.Infraqizil (I,Q),ko’zga
ko’rinadigan ultrabinafsha (U,B) va rentgen nurlari.Fotonlar bilan nurlantirishga
asoslangan
usullar:
UBES
–
Ultrabinafsha
nurlar
fotoelektron
spektroskopiyasi;RFES- Rentgen nurlari ;FESI:KAES – Kimyoviy analiz uchun
electron spetroskopiya : NKS – Nurlarning kombinatsion sochilishi; RFS –
Rentgen – foton spektroskopiyasi.
Bu usul orasida quyidagilarni alohida taq’kidlash mumkin:
1.IQ – yutilish. Bunda IQ fotonlar yuzasining monomolekulyar tebranma holatni
vijudaga keltirish mumkin:IQ ning bu tebranishlaridan yutilishini tahlil qilib yuza
qatlamining molekulyar tuzilishi haqida ma‘lumot olinadi.Yarim o’tkazgichlarda
va dielektriklarda (I.Q) nurlar yutilishi natijasida donor sathlardan o’tkazuvchanlik
zonasiga , valent zonadan akseptor sathlarga elektronlar o’tishi roy beradi.Bu esa
donor va akseptor sathlarning energetik holatini aniqlash imkonini beradi.
2. Ko’zga ko’rinuvchi nurlar diapozonida ellepsometriya va nurlarning
kombinatsion sochilishi (NKS) usullari qo’llaniladi.Ellepsometriya usulida
yuzaga yaxshi nazorat qilinadigan nurlar dastasi yuboriladi va unig qaytishida
qutblanish fazasining o’zgarishi tahlil qilinadi.Bunda yuzaning holati to’g’risida
ma’lumot sindirish ko’rsatgichini o’lchash orqali olinadi.
NKS usuli, yorug’likning material bilan ta’sirlashishi natijasida har xil
o’tishlarning vijudga kelishiga asoslangan.Sochilayotgan fotonlar bunday o’tishlar
natijasida o’z energiyasini oshirishi yoki kamaytirishi mumkin.Emessiyalangan
fotonlar chastotalarning o’zgarishini analiz qilib,tekshirilayotgan jismning yuzasi
to’g’risida ma’lumot olinadi.
3. UB- yutilish.Bu usul ko’proq yuza va yuza osti qatlamlarida
elektronlarning energetik taqsimoti haqida eng aniq ma’lumotlar bera oladi.Bu usul
yordamida yuza qatlamlarning zonaviy tuzilishi va zona parametrlari aniqlanadi.
4. Rentgen – foton spektroskopiyasi.
Rentgen nurlar ta’sirida jismdagi atomlarning elektronlari nbir sathdan ikkinchi
sathga o’tadi. Bunda qoldiq energiya nurlanish (foton) hosil qilishi mumkin. Bu
nurlanishlarning chastotalari va intensivliklarini analiz qilib , yuza holati
to’g’risida juda kerakli ma’lumotlar olinadi.
Foto – elektron emessiyaga asoslangan metodlar juda ko’p.Ularning eng
asosiylari:
1. Ultrabinafsha fotoelektronlarning spektroskopiyasi (UBES). Yuzalardan
ultrabinafsha nurlar ta’sirida uchib chiqqan elektronlarning energiya boyicha
taqsimlanishi analiz qilinadi.UBES valent zonasidagi elektronlarning energiya
boyicha taqsimoti (spektri) haqida to’g’ridan-to’g’ri informatsiya beradi.Bundan
tashqari zonalarning parametrlarini (kengligi,Fermi sathining o’rni, zonalarning
egilishi va boshqalarni ) aniqlashga imkon beradi.
2. Rentgen fotoelektronlarning spektroskopiyasi (RFES).Bu metod valent zona
va undan pastda joylashgan electron sathlar to’g’risida ma’lumot bera oladi.
3. Kimyoviy analiz uchu8n elektronlar spektroskopiya (KAES).Bu metod OES
metodiga o’xshash.Bunda pastki elektron sathlardagi bo’sh o’rinlar elektron
ta’sirida emas , rentgen nurlari ta’sirida hosil qilinadi.2-bobga qarang.KAES-
yordamida material yuzasining elementar va kimyoviy tarkibi,atomlarning
konsentrasiyalari aniqlanadi.
1.2 Tashqi fotoeffekt qonunlari.
Yorug’lik ta’sirida qattiq
jism
yuzasidan vakumga
uchib chiqayotgan
elektronlarning emessiyaga oid qonunlarni ko’rib o’tamiz.
Fotoeffektning
asosiy
qonunlari
tajribalar
asosida
yaratilgan
bo’lib
u
monoxromatik nurlar uchun quyidagilardan iborat.
1.Toyinish rejimida (ya’ni uchib chiqayotgan barcha fotoelektronlar qayd
qilinganda ) fototokning qiymati jismga tushayotgan nurlarning intensivligiga
to’g’ri proporsional bo’ladi (Stoletov qonuni).
2.Har bir jism uchun ma’lum bir chegaraviy
0
to’lqin uzunlik mavjud
bo’lib,jismga
tushayotgan
nurlarning
to’lqin
uzunligi
dan
katta
bo’lsa,fotoemessiya hodisasi roy bermaydi. Ko’pincha bu qonun fotoeffektning
qizil ( yoki uzun to’lqinli )chegarasi deb ataladi. Uzun to’lqinli chegaraga
chastotaning eng kichik qiymati mos keladi :
0
0
/
с
.Bu yerda
0v chegaraviy
chastota deyiladi.Agar tushayotgan nur chastotasi
0v dan kichik bo’lsa , fotoeffekt
roy bermaydi.
3.Fotoelektronlarning maksimal kinetik energiyasi chastota oshishi bilan oshib
boradi va fotonlarning intensivligiga bog’liq bo’lmaydi.(Eynshteyn qonuni).
Umuman Eynshteyn fotoeffekt qonunlarini o’zida to’la mujassamlashtirgan
qonunni yaratdi.Bunday qonunni yaratishda u o’z tajribalari yordamida asoslangan
quyidagi ikkita mulohazalardan foydalandi:birinchidan foton jism elektroni bilan
to’qnashganda , unga o’zining barcha energiyasini to’la beradi,ikkinchidan jism
elektroni bitta fotondan energiya olib hayajonlanish davrida
14 с
13
10
10
boshqa fotonlar energiya olmaydi,ya’ni har bir uchib chiqqan elektron faqatgina
bitta
fotonning
energiyasini
olgan
bo’ladi.(Bu
aytilgan
fikrlar
yuqori
intensivlikdagi nurlar uchun,masalan lazer nurlari uchun bajarilmaydi.
Eynshteyn qonuni to’laroq holda quyidagicha ifodalanishi mumkin:jismga
tushayotgan foton energiyasining bir qismi chiqish ishini yengishga , qolgan qismi
esa elektronlarga kinetic energiya berishga sarf bo’ladi.
2
2
mmax
A
hv
(1.3)
bu yerda A-fotoelektronlarning chiqish ishi,m – elektronning massasi,
max
-
fotoelektronlarning maksimal tezligi,
/ 2
2
mmzx
- ularning maksimal kinetic
energiyasi.
Uchib chiqayotgan fotoelektronlarning vakkumfagi maksimal kinetic
energiyasi (tezligi)har xil bo’lishi mumkin.Bunga sabab bu elektronlarning jism
ichidagi boshlang’ich energiyalarning har xilligidir.Fotondan energiya olganga
qadar jism ichidagi elektronlarning energiyasi qancha katta bo’lasa,uchib
chiqqandan keyin ham uning energiyasi shuncha katta bo’ladi.Ma’salan , qattiq
jismning valent zonasidagi elektronlar ichida valent zonaning tepa qismidagilari
eng katta energiyaga ega bo’ladi.Demak,vakumda ham bu zonaning tepa qismidan
chiqqan elektronlar eng katta energiyaga ega bo’ladi.Valent zonaning pastki
qismlaridan chiqqan elektronlar kamroq energiyaga ega bo’ladi.
Fotoeffektni miqdoriy jihatdan xarakterlash uchun fotoelektronlarning kvant
chiqishi degan kattalik ishlatiladi.
N f
n
(1.4)
n-uchib chiqqan elektronlar soni,
f
N - yuzaga tushayotgan fotonlar soni.
1.3 UBES va valent zonada elektronlar taqsimoti orasidagi
bog’lanish
1.2 – rasmda metallning yuza qismida valent elektronlarning energetik taqsimoti va
shu metallda vakumga uchib chiqayotgan fotoelektronlarning spektri sxematik
ravishda ko’rsatilgan.Bu spektrlarning ko’rinishi bir-biriga juda o’xshash.Bundan
fotoelektronlar spektrini yozib olish orqali valent elektronlarning taqsimoti haqida
to’g’ridan-to’g’ri ma’lumot olish mumkin,degan xulosa kelib chiqadi.Rasmdan
ko’rinadiki,agar elektronlarning metal ichidagi to’la energiyasi E - bo’lsa,uning
fotondan energiya olib vakumga uchib chiqishi uchun quyidagi shart bajarilishi
kerak.
EV
hv
E
(1.5)
1.2 rasm,metallda valent elektronlarining energiya boyicha taqsimlanishi
n E
va
fotoelektronlarning spektri
N E
:
E -boshlang’ich energiya ,
E -fotoelektronlar
energiyasi,
B
E - vakum sathi,
V
E - valent zonaning eng yuqori sathi,
F
E - Fermi sathi.
Bu yerda
V
E - valent zonaning eng yuqori sathi.Bu sath metallarda Fermi sathi
bilan ustma-ust tushadi. -fotoelektronlarning chiqish ishi.U holda vakumga
uchib chiqqan elektronlarning energiyasi quyidagiga teng bo’ladi.
V
kin
E
hv
E
E
(1.6)
Jism ichidagi eng katta energiyaga ega bo’lgan elektronlar
V
E sahtda joylashgan
bo’ladi,ya’ni
E EV
sathdan uchib chiqqan elektronlar eng katta kinetik
energiyaga ega bo’ladi.Demak
E EV
bo’lgan hol uchun (1.6) quyidagi ko’rinishga
ega bo’ladi.
Ekin max hv
.
(1.7)
Bu formula Eynshteyn formulasi deyiladi.(1.3-formulaga qarang)
Elektronlar valent zonasining
V
E ga nisbatan qancha quyi sohasidan uchib
chiqsa,uning vakumdagi kinetik energiyasi shuncha kam bo’ladi.Bunda ma’lum
energiya
bilan
chiqayotgan
fotoelektronlarning
soni
valent
zonasidagi
elektronlarning zichligiga bog’liq bo’ladi.Zichlik katta ( maksimum)bo’lgan
sohalardan uchib chiqayotgan elektronlar soni ko’p,zichlik kichik bo’lgan
sohalardan uchib chiqqan elektronlar soni esa kam bo’ladi.
Metall va yarim o’tkazgichlarning valent zonasidagi elektronlarning energiya
boyicha taqsimotini o’rganishda energiyasi
ev
hv
1015
bo’lgan fotonlardan
foydalanish maqsadga muvofiqdir.
Fotonlar energiyasi bundan katta bo’lsa,uchib chiqayotgan fotoelektronlar
tarkibida ikkilamchi (fotoelektronlar jum ichida harakat qilishi vaqtda hosil qilgan)
1.2-rasm
hv
hv
hv
hv
Elektronlarning miqdori oshib ketishi mumkin.Natijada fotoelektronlar spektrining
ko’rinishi valent elektronlar spektridan farq qilishi mumkin.Agar
ev
hv
1015
bo’lsa fotoelektronlar valent zonasining yuqori qismidangina chiqishi mumkin.
Dielektriklarning valent zonalarini tahlil qilishda esa fotoelektronlarning
energiyasini
2015ev
gacha oshirish mumkin.chunki ta’qiqlangan zonasi keng
bo’lgan dielektriklarda fotoelektronlarning chiqishi
810ev
ni tashkil qiladi.
Bitiruv ishining asosiy vazifalari
1.FES sohasi boyicha adabiyotlarni tahlil qilish
2.UFES ning tuzilishini o’rganish: analizator, fotonlar manbasi,elektr
sxemasi,vakum sharoitlari
3.To’rt turli analizatorni yig’ish.
4. Fotoelektron spektri yordamida metal va yarim o’tkazgichlarning energetik zona
parametrlarini aniqlashni o’rganish.
II-bob. Foto-elektronlar spektrometrining tuzilishi.
Jism yuzasini o’rganish uchun undan fotonlar ta’sirida uchib chiqayotgan foto-
elektronlarni tahlil qilish usuli foto-elektronlar spektraskopiyasi deyiladi.
Oji – elektronlar soni juda kam bo’lganligi uchun ular hosil qilgan tok ikkilamchi
to’xtatuvchi potensialga (energiyaga ) bog’lanish
ir (U)
egri chizig’iga umuman
sezilmaydi.Ikkilamchi elektronlarning energetic spektrida ya’ni
)
(
)
(
dir dEr
N E
oje-elektronlar juda kichik intensivlikka ega bo’lgan cho’qqichalar hosil
qiladi.Ularni yaqqol sezishi uchun spektrdan yana bir marta hosila olinadi.
2
2
2 /
/
dE
d
dE
dN
ir
Foto elektronlarni hosil qilish,ularni qabul qilish va kuchaytirish, hamda oje
differensiallangan energetic spektrlarni yozib olishlarni amalgam oshiruvchi
qurilmalar
fotoelektron
spektrometrlat
deb
ataladi.Analizatorning
(tahlillagichning)tuzilishi va ishlash prinsipiga qarab spektrometrlarning turlari har
xil bo’ladi.Biz shulardan eng ko’p tarqalagan to’rt turli analizatorlarga ega bo’lgan
foto-elektron spektri bulardan to’bdan farq qilmaydi.
2.1 To’xtatuvchi(tormozlovchi )maydonli analizatorga ega
bo’lgan spektrometrlar
Eng oddiy ko’rinishdagi UFES qurilmasi quyidagilardan iborat bo’ladi:Yuqori
vakumli (
Pa
P
106
) kamera,fotonlar manbai,nishon (tekshirilayotgan jum)va
electron analizator (spektrometr).UFES yuzaning holatiga uzviy bog’liq
bo’lganligi tekshirishlar o’ta yuqori vakum sharoitida olib borilishi kerak.Fotonlar
manbai yuqori darajada fokuslangan (nishondagi o’lcham 1mm),intensivligi
kerakli darajada katta bo’lgan birlamchi fotonlar dastasini hosil qiladi.Ko’pincha
bu fotonlar energiyasi 10-25 ev oralig’ida bo’ladi.Analizator esa fotoelektronlarni
energiya boyicha taqsimlanishini tahlil qilishga xizmat qiladi.
Analizatorlarning ishlash tamoyili
To’xtovchi maydonli analizator sferik (yarim sferik) ko’rinishdagi to’rlar (2
tadan 4 tagacha ) va kollektordan iborat bo’ladi.To’rtta to’rga ega bo’lgan
analizatorli spektrometrning chizmasi 2.1 – rasmda keltirilgan.Bu yerda T1 to’r
nishondan uchib chiqayotgan elektronlarning maydonsiz fazoda harakatlanishini
ta’minlashga xizmat qiladi.Buning uchun nishon bilan to’r T1 taxminan bir xil
potensialga ega bo’lishi kerak (ular orasidagi kontakt potensiallar farqi Unt manba
yordamida kompensatsiya qilinadi).
Shuning uchun fotoelektronlarning T1 gacha o’z yo’nalishlarini o’zgartirmay
yetib keladi.Ikilamchi elektronlarni to’xtatuvchi potensial T1 va T2 oralig’ida
beriladi.To’ztatuvchi Ut potensialning to’r katakchalari o’rtasida ham bir xilda
qolishini ta’minlash uchun T2 ga juda yaqin qilib T3 to’r joylashtiriladi.Energiyasi
to’xtatuvchi maydon energiyasidan katta bo’lgan ikkilamchi elektronlar
kollektoriga tushadi.Kollektor va T2,T3 to’rlar orasidagi sig’imni keskin
kamaytirish uchun ular orsiga T4 to’r joylashtiriladi.
(2.1-rasm)
To’xtatuvchi potensialni asta-sekin 0 dan U1 gacha monoton o’zgartira borib it(U2)
ya’ni, i(E) bog’lanish egri chizig’ini yozish mumkin.Bu bog’lanishning hosilasini
olish uchun T2 3 to’rga Ut bilan birgalikda chastotali ozgina kuchlanish
(
t
k
U
sin
)
beriladi.Bu
yerda
k
k
3
0,5
atrofida
bo’ladi.Natijada
kollektorga o’tayotgan fototok chastota bilan modulyatsiyalangan ( tebrangan )
bo’ladi,ya’ni uni quyidagicha yozish mumkin.
....
2
sin
sin
)
(
)
sin
(
2
2
'2
1
t
I k
t
I k
U
I
t
k
U
I
o
(2.1)
Ma’lum almashtirishdan keyin (2.1)ni quyidagicha yozish mumkin.
...
/2
(
)
(
)
sin
(
2
3
k
I
I k
U
I
t
k
U
I
I
o
t
I
k
I
t
... cos
48
4
sin
4
2
2
Bu yerda
I (U )
-vaqtga bog’liq bo’lmagan hamma hadlarini o’z ichiga oladi
kU
bo’lganligi uchun
3
k va undan yuqori darajali hadlarni tashlab yuborsak
(2.2)
Qabul qiluvchi sistemadagi dastlabki va rezonans kuchaytirgichlarni hamda
sinxron dedektorni chastotaga ishlaydigan qilib sozlasa yozib oluvchi
qurulmada N(E) qayd qilinadi N(E) spektr fotoelektorlarning birinchi
garmonikasining ampilitudasi
k
I I
ga proporsionol bo’ladi. Qayd qiluvchi
sistemani
2
chastotaga sozlab
k 2
I I
amplitudaga proporsional bo’lgan
dE
dN
N I E
/
( )
signallarni yozib olish mumkin.
t
I k
t
k
I
U
I
t
k
U
I
o
cos2
4
)
( sin
)
(
)
sin
(
2
2
1
2.2 Fotonlar manbai
Qattiq jism yuzalarining elektron tuzilishini o’rganishga asosan ultrabinafsha
nurlardan foydalaniladi.Bunda valent zonada elektronlarning taqsimlanishi va
zonalarning parametrlarini aniqlash uchun fotonnning energiyasi
ev
hv
1020
Qilib olinadi.Fotonning manbai sifatida kriptonli,ksenonoli,vodorodli ,standart
chiziqli spektrga ega bo’lgan lampalardan foydalaniladi.Bunda asosan quyidagi
spektrlardan foydalanish qulay bo’ladi.Vodorod 115Nm (10,8ev)123,6Nm (10.2
ev),krypton (8.4ev)va simob 60.8Nm (21ev).Ko’pincha ultrabinafsha nurlarning
havoda yutilishini kamaytirish uchun fotonlar manbai yuqori vakumli kameraga
joylashtiriladi.Gazerazryad lampa (
л
Г )tuzilishinig sxematik tasviri va uni elektr
manbasiga ulash sxemasi 2.2-rasmda keltirilgan.Yuqori darajada stabil ishlaydigan
YUП-1 manbasining o’zgaruvchan 6.3V li kleniklariga
л
Г ning nakol tolasi
ulanadi.Undan uchib chiqqan elektronlar lampa uchiga to’ldirilgan gaz bilan
to’qnasha boshlaydi.Anod A ga o’zgarmas kuchlanishli manbaning musbat qutbi
ulanadi.Razryadni vijudga keltirish uchun T anodgagiga nisbatan qattiqroq
kuchlanish beradi.Razryad vijudga kelgach to’r potensiali tezda uziladi.Razryad
ya’ni elektronlarning gaz molekulalari bilan to’qnashuvi natijasida hosil bo’lgan
nur
л
Г ning magnit ftoridli tirqishidan o’tib,kollemator orqali nishon yuzasiga
borib tushadi.
(2.2-rasm)
2.3. To’rt to’rli analizatorni yig’ish shartlari.
Elektronlar analizatori ekran,kollektor va 4-ta sferik to’rlardan tashkil
topgan.Ularni sxematik ko’rinishi 2.3-rasmda keltirilgan.Ma’lumki elektronlar
energetik spektrlarni o’rganish jarayonida eng yaxshi natijaga erishish uchun
to’rlar maxsus talablarni qondirishi kerak.Birinchidan tomozlovchi to’r sifatida
uning sirtini to’xtatuvchi maydonning lokal o’zgarishlari ta’siridan xolos etish
uchun bir-biridan yaqin masofada joylashgan ikkita to’rdan foydalanish
kerak.Ikkinchidan Analizatorning dref to’ri imkoni boricha zich (kichik
o’lchamdagi katachadan ) iborat bo’lishi va uning radiusi esa to’r radiusidan ikki
marta kichik bo’lishi kerak.Bu esa o’z navbatida to’xtatuvchi maydon sohasiga
kirayotgan elektronlarning traektoriyasi o’zgarmasligini ta’minlaydi.Bundan kelib
chiqib,hamda mustahkamlik va yuqori yorug’lik intensivligi talablarini hisobga
olgan holda sferalar radiuslari T1=32 , T2=50 , T3=52 va T4=60 mm qilib
olinadi.Bunda geometrik shaffofligi 80 % bo’lgan moliogen simlardan
tayyorlangan kichik katodli to’rlardan foydalaniladi.Kollektor radiusini 65mm
qilib olish mumkin.Analizatorni kamera ichidagi adashgan elektronlar va har xil
tashqi elektr maydonlaridan saqlash uchun analizator,radiusi 70mm bo’lgan
himoya sferasiga ekran kiritilgan.Himoya sferasi kollektor va himoya to’rlari
xalqali metal ( zanglamas p’olat ) plastinkaga mahkam qotirilgan.Naqtijada
asbobni yig’ishga analizator elektrodlarini markazga yo’naltirishga o’rin qolmaydi.
Analizatorni yig’ishda zanglamaydigan po’latdan tayyorlangan har xil radiusli
yarim sferik formulalardan foydalaniladi.To’rlar bu formulalarga qattiq tortildi va
maxsus xalqalarga mahkamlandi.Kollektor va ekranlovchi sfera qalinligi 1 mm
bo’lgan titan listlardan tayyorlandi.Buning uchun bu listlar doira shaklida qirqib
olindi,uning o’rtasidan teshik ochildi.Doira 12 ta o’zaro teng segmentlarga ajratildi
va radiusining 2/3 qismigacha markazga qarab qirqildi.Hosil bo’lgan shakl sferik
forma yodamida qo’rg’oshin quymasi yuzasiga quyib urila boshlandi.Quyma va
sfera orsiga qisma berib titan list yarim sferik shaklga kirdi.Ularga ham xalqalar
mustahkamlangan.Ekranlovchi yarim sferikning markaziga tik ravishda diametri
10 mm bo’lgan kollektor mahkamlandi.To’rlar kollektor va ekran bir-biriga
izolyatorlar yordamida o’zaro simmetrik qilib mahkamlanadi.
Yuqori vakum olish
Qattiq jism sirtida sodir bo’layotgan hodisalarni o’rganishning zaruruiy sharti
yuqori vakkum hosil qilish hisoblanadi.Ishchi kamerada (
Pa
P
107
) zaruriy
vakumni hosil qilish uchun moysiz surish sistemasidan foydalaniladi.
Surish avval seolit nasos bilan,sungra magnet zaryadli nasos bilan amalgam
oshiriladi.Asbobni hamma qismlarini bir necha soat davomida qizdirilgandan sung
HMD-0.4 nasosi yordamida vakum
10 7 Pa
5
ga yetkaziladi.
107 Pa
vakum
olinguncha surish suyuq azod bilan sovutib turiladigan titanli sublimatsion nasosda
davom ettiriladi.
