автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Исследование твердотельных микро- и наноструктур методом спектроскопии отраженных электронов

На правах рукописи

Лукашевский Михаил Владимирович

Исследование твердотельных микро- и наноструктур методом спектроскопии отраженных электронов

Специальность 05.27 01 - «Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых

эффектах»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003070Э38

МОСКВА - 2007 г.

003070938

Работа выполнена на кафедре Общей физики и ядерного синтеза Московского энергетического института (технического университета).

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Федорович Сергей Дмитриевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Астахов Владимир Петрович

кандидат технических наук, доцент Варлашов Игорь Борисович

Ведущая организация Институт проблем технологии

микроэлектроники и особочистых материалов, РАН

Защита состоится "24" мая 2007 г

в аудитории К-102 в 13 час 00 мин на заседании диссертационного совета Д 212 157 06 при Московском энергетическом институте (техническом университете) по адресу Москва, Красноказарменная ул., д 14

Отзывы (в двух экземплярах, заверенные печатью) просим направлять по адресу 111250, Красноказарменная ул , д 14, Ученый совет МЭИ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ (ТУ) Автореферат разослан апреля 20071

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212 д т н , профессор

157 06,

^ЖЛ^У^ Мирошникова И Н

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Важным результатом интенсивного развития физики и технологии туннельных сверхпроводящих и нормально-металлических структур стало создание таких информационно-измерительных приборов и их элементов, как Джозефсоновский эталон напряжения, датчики магнитного поля, самые чувствительные из существующих, детекторы частиц и излучений, датчики температуры в диапазоне от сотых долей до десятков Кельвина Для дальнейшего совершенствования подобных приборов актуально применение сверхпроводящих (ниобиевых) туннельных переходов, выполненных в виде композиционной пленки Nb/Al - AlO^/Nb, с толщинам;! слоев не более сотен нанометров Необходимые электрофизические свойства такого туннельного перехода обеспечиваются достаточно резкой границей раздела Nb/Al В связи с этим возникает потребность неразрушающего контроля послойного элементного состава таких структур с нанометровой точностью на ранней стадии их создания Однако, до настоящего времени не быто надежного и доступного метода оценки этого структурного параметра Методы оже-электронной спектроскопии и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии обладают необходимой чувствительностью, но их иьформационная глубина настолько мала что для построения профилей концентрации требуется применение ионного распыления Однако, селективность распыления, а также стимулированные облучением изменения исследуемой структуры снижают достоверность полученных результатов Широко используемый метод резерфордовского обратного рассеяния (POP) практически не чувствителен к наличию слоя легкого элемента в тяжелой м£трице Разрешение по глубине составляет в лучшем случае 15 - 20 нм Метод POP эффективно используется для анализа микроструктур, но связан с необходимостью использования сложного и дорогостоящего оборудования (необходимо получение частиц МэВ-ных энергий)

Керамикоподобные модифицированные слои, полученные методом микродугового оксидирования (МДО) обладают обширным набором свойств, таких как износостойкость, коррозионностойкость, теплостойкость, электроизоляционность В «МАТИ»-РГТУ им К Э Циолковского тонкие (толщиной около 5 мкм) покрытия, получаемые методом МДО, используются для создания электродов электролитических конденсаторов

Существует острая потребность в создании неразрушающего метода, работающего в режиме реального времени, который одинаково эффективно может быть применен для исследования как наноструктур так и микроструктур

На кафедре Общей физики и ядерного синтеза МЭИ(ТУ) разработан неразрушающий метод послойного анализа нано- и микро структур основанный на интерпретации спектров отраженных электронов средних энергий Для реализации этого метода необходимо измерение абсолютной величины дифференциальной функции отражения электронов от набора «чистых» мишеней и исследуемых образцов и их интерпретация в широком диапазоне потерь энергии электронов Решение этих проблем позволит получить количественные данные о составе анализируемой мишени с точностью по глубине не превышающей 1 нм

Цели работы к задачи исследования состояли в определении послойного и компонентного состава элементов твердотельной электроники с нанометровым разрешением

Для достижения поставленных целей были решены следующие задачи:

- разработан и создан рабочий участок экспериментальной установки, разработана методика проведения эксперимента для измерения абсолютной величины дифференциальной функции отражения электронов от поверхности твердых тел с учетом постоянного геометрического множителя,

- развит неразрушающий метод экспериментального определения послойного компонентного состава поверхности твердых тел на основе

интерпретации спектров отраженных электронов в широком диапазоне потерь их энергии с помощью разработанной программы имитационного моделирования рассеяния электронов средних энер! ий в твердом теле,

- определены толщины слоев и профили концентраций слоистых МЬ/А1 нанострукту р,

- определены профили концентрации кислорода в образцах, полученных методом микродугового оксидирования, с толщиной модифицированного слоя около 5 мкм

Объекчы и методы исследования.

Объектами исследования являлись слоистые наноструктуры, полученные методом магнетронного напыления слоев А1 и №> на подложку из полированного кремния, слоистые микроструктуры, полученные методом микродугового оксидирования алюминиевой фольги с толщиной модифицированного слоя порядка нескольких мкм

Комплексный подход к исследованию включал в себя

- исследование послойного состава образцов неразрушающим методом при помощи варьирования начальной энергии зондирующих электронов в диапазоне от 3 до 20 кэВ,

- исследование послойного состава образцов чередованием метода спектроскопии отраженных электронов с ионным травлением

Научная новизна работы заключается в следующем

1 Впервые реализована методика интерпретации экспериментальных спектров отраженных электронов в широком диапазоне потерь их энергии пугем совместного применения методов имитационного моделирования и аналитического расчета процессов рассеяния электронов в твердом тете

2 Впервые определены толщины слоев и исследованы границы раздела слоистых КЬ/А! наноструктур с точностью до 1 нм без использования послойного ионного травления

3 Впервые с помощью электронной спектроскопии определены профили концентрации кислорода в образцах, полученных методом МДО с разрешением 300 нм до глубины 5 мкм

4 Создана универсальная программа имитационного моделирования процессов рассеяния электронов и ионов средних энергий в веществе

Практическая ценность работы заключается в следующем

1 Разработан метод, который может быть использован для контроля технологического процесса получения наноструктур на основе сверхпроводящих туннельных переходов Получено минимальное значение толщины промежуточного слоя А1 б композиционной пленке, необходимое для достижения наивысшего качества туннельного барьера

2 Разработан метод неразру тающего контроля толщины и структуры МДО-покрытий Сформулированы рекомендации по выбору режима МДО-обработки электродов, для повышения рабочих характеристик электролитических конденсаторов

3 Показана эффективность предложенного неразрушаюшего метода послойного анализа твердотельных структур, глубина зондирования которого варьируется от единиц нанометров до десятков микрометров относительная точность по глубине составляет ке менее 6 %

4 Создана программа, позволяющая рассчитывать угловые и энергетические распределения атомных частиц, рассеянных твердым телом

Обоснованность научных положений основывается на проведенном комплексном анализе полученных результатов и согласовании выполненных расчетов с экспериментальными данными

Достоверною ь результатов подтверждается согласованностью результатов анализа металлических наноструктур и покрытий, полученных методом МДО, с результатами других исследований Обработка результатов выло шел г как на основе аналитического метода так и методом имитационного моделирования

Основные результаты и положения, выносимые на защиту

1 Теоретическая интерпретация энергетического спектра отраженных электронов в широком диапазоне потерь их энергии на основе совместного применения методов имитационного моделирования и аналитического расчета процессов рассеяния электронов в твердом теле

2 Результаты исследования толщин слоев и структуры границ раздела слоистых МЬ/А) наноструктур и их взаимосвязь с качеством получаемых >Л/А1-АКУГФэ сверхпроводящих туннельных переходов Наилучшая достигнутая точность составила 1 км (6 %)

3 Результаты анализа микроструктур, полученных методом МДО,

толщиной до 5 мкм Разрешение по глубине составило около 300 нм (6 %)

4 Зависимость толщины переходного слоя №/А1 от

последовательности напыления слоев А1 и № на подложку 81 {100}. Указанная толщина больше в конфигурации 81/А1/ЫЬ, чем в Бг/ЫЪ/А]

5 Преобладание влияния на структуру покрытия длительности обработки образцов МДО-методом на ранчей стадии формирования покрытия над влиянием геометрии эксперимента

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на 5-ой Всероссийской научно-технической конференции «Быстрозакаленные материалы и покрытия» (Москва, 2006 г), 36-ой Международной конференции по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами (Москва, 2006 г), 4-ой Курчатовской молодежной научной школе (Москва, 2006 г), 12-ой, 13-ой Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, 2006 20071 г), 32-ой, 33-ей Международной молодежной научной конференции «Гагаринские чтения» (Москва. 2006. 2007 г г)

Вк1ад автора заключается в модернизации экспериментальной установки по спектроскопии отраженных электронов, проведении

экспериментов по регистрации энергетических спектров отраженных электронов от исследуемых образцов, разработке программы имитационного моделирования процессов переноса электронов и ионов средних энергий в веществе, интерпретации полученных спектров методом имитационного моделирования Все результаты, вынесенные на защиту, получены соискателем самостоятельно, либо на паритетной основе с соавтооами

Публикации. Основное содержание работы отражено в 9 печатных работах, из них 3 - в рекомендуемых ВАК журналах 4 доклада на международных конференциях, 1 депонированная работа

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения, изложенных на 140 страницах машинописного текста и иллюстрированных 52 рисунками, а также списка литературы из 53 наименований

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы ее цель и задачи, научные положения, новизна, практическая значимость

В первой главе сделан обзор существующих методов исследования состава твердых тел, показана ограниченность их использования дня решения поставленных в диссертации задач Проанализированы современные методики имитационного моделирования рассеяния электронов средних энергий в веществе Обоснована необходимость разработки доступной универсальной методики определения послойного состава элементов твердотельной электроники на основе спектроскопии отраженных электронов Дается обоснование выбора композиционной пленки НЬ/АI -ЛЮ/МЬ для создания сверхпроводниковых туннельных структур и описан современный технологический процесс ее получения, характеризующийся высоким качеством туннельного барьера

Вторая глава посвящена описанию экспериментального стенда и разработанной методики регистрации энергетических спектров отраженных электронов

На основе имеющейся на кафедре ОФиЯС МЭИ(ТУ) экспериментальной базы усовершенствован экспериментальный стенд для регистрации спектров отраженных электронов Зондирующий электронный пучок с начальной энергией от 3 до 30 кэВ и током до 50 мкА направляется по нормали к мишени Регистрация спектра отраженных элекгронов выполняется сферическим 180-ти градусным электростатическим энергоанализатором, разрешение которого составляет 0,8 % Ток электронов на выходе энергоанализатора (порядка 10'12 Ю'10 А) измерялся с помощью цилиндра Фарадея и электрометрического усилителя, характеризующегося абсолютной погрешностью < ] О'13 А Геометрия эксперимента выбрана таким образом, что в энергоанализатор попадают электроны, отраженные от мишени под углом 45° Создана программно-аппаратная система контроля рабочих параметров и управления процессом проведения эксперимента [1]

Для интерпретации спектров используемым методом необходимо определение абсолютной ветчины дифференциальной функции отражения эчгктронов (энергетических спектров) от набора «чистых» мишеней и исследуемых образцов Из-за неизбежной нестабильности работы электронной пушки наблюдается дрейф силы тока электронного пучка У1азанная проблема решена при помощи нормировки экспериментальных спектров на величину измеряемого тока электронного пучка

Третья глава содержит описание универсальной программы имитационного моделирования рассеяния электронов с энергией от 50 электронвочьт до 300 килоэлектронвольт и ионов с энергией от 10 элсктронвольт до 500 килоэлектронвольт в веществе SPIM-L (Simulation of Particle Interaction with Matter) и ее апробации [2 3]

Реализован расчет вероятностных траекторий движения частиц в твердом теле на основе модели индивидуальных соударений Мишень представляет собой совокупность плоскопараллельных слоев вещества, рассеивающие свойства которого постоянны во всем объеме данного слоя, предусмотрена так же возможность учета сложной морфологии поверхности мишени

Большинство существующих программ имитационного моделирования процессов переноса специализировано для расчета определенного типа частиц с применением ограниченного набора моделей рассеяния При моделировании переноса ионов понятие сечения рассеяния, как правило, не используется, а расчет результата рассеяния иона на атоме вешесгва производится непосредственно на основе потенциала двухчастичного взаимодействия, при помощи розыгрыша прицельного параметра столкновения В БРШ-Ь выбран единыи подход для моделирования всех гипов частиц, в котором углы упругого рассеяния вычисляются на основе дифференциальных сечений рассеяния [2,4] Возможно использование широкого набора модельных и реальных сечений рассеяния Важной особенностью программы является возможность расчета потерь энергии частиц в различных моделях (модель непрерывного замедления, с использованием понятия однократного альбедо), включая и розыгрыш из дифференциальных сечений неупругого рассеяния Дифференциальные сечения упругого рассеяния в сочетании с понятием однократного альбедо могут быть использованы для расчета рассеяния оптического излучения в мутных средах

Статистический анализ результатов численного эксперимента позволяет получить 1) распределения по углам вылета, потерям энергии и пробегам отразившихся от мишени частиц, или прошедших ее насквозь, 2) различные коэффициенты отражения или пропускания частиц, 3) траектории движения частиц в мишени

Программа БРШ-Ь апробирована, проведено сравнение распределений по углам вылета, потерям энергии и пробегам рассеянных частиц с экспериментальными данными и расчетами других авторов [2,4] На рис 1 представлено сравнение результагов моделирования угловых распределений отраженных электронов с экспериментальными данными'

Рис 1 Угчовые распредетения элекгроьов с начальной энергией 5 и ЗОкэВ, ограженных от Ag и А1 мишеней, угот падения 60° от нормали Сдтошными линичми показаны экспериментальные данные1, гистограммы - модечирование ЭРШ-Ь

Четвертая глава посвящена описанию применяемого аналитического метода интерпретации энергетических спектров отраженных электронов [5,6]

Дтя получения количественной информации об исследуемой мишени требуется решение обратной задачи Эта задача о-шосится к некорректным Одним из способов решения подобных задач является метод подбора Послойный состав исследуемого образца определяется из условия наилучшего совпадения расчетных и экспериментальных энергетических спектров отраженных электронов Теоретический спектр отраженных электронов вычисляется методами, развитыми в работах.

1 Далинсыы А Измерения угловых распределений отраженных электронов в диапазоне энергий от 5 до 30 кэВ // Физ тв тела -1981 - Т 63 - С 663-667 (ка англ яз)

д ф -м н Афанасьева В П 1 и заключающимися в аналитическом решении кинетического уравнения переноса электронов В основе решения лежит представление энергетического спектра электронов, отраженных от полубесконечной мишени, в виде свертки функции распределения отраженных электронов по длинам пробегов и функции, описывающей спектр потерь энергии электронов, прошедших заданную длину пробега [5,6] Функция, описывающая спектр потерь энергии электронов, вычисляется на основе разложения в ряд по степеням кратности неупругих рассеяний [6] Точное решение для функции распределения по длинам пробегов отраженных электронов находится методом численного моделирования задачи упругого рассеяния программой БР1М-Ь [2] Используется слоисто-неоднородная модель мишени

Рис 2 а1 Спектр характеристических потерь энергии электронов с энергией 8 кэВ, отраженных от расплава алюминия Сплошной кривой показаны экспериментальные данные, гистограммой - моделирование ЭРМ-Ь б) Полученное дифференциальное сечение неупругого рассеяния электронов с энергией 8 кэВ в алюминии

На рис 2 показаны результаты моделирования спектров характеристических потерь энергии при отражении электронов от А1 и их

1 Афанасьев В П, Науекс Д Энергетические спектры электронов, отраженных а слоистых мишеней//Европфт журн Б-1991-Т 34-С 397-402 (наангл яз)

сравнение с экспериментальными данными1 Для расчета потерь энергии электронов использовалось дифференциальное сечение неупругого рассеяния [6]

Определение состава образцов выполнялось в 2 этапа 1) предварительное определение профиля концентрации на основе аналитических расчетов, 2) последующее уточнение профиля методом имитационного моделирования

Пятая глава содержит результаты послойного анализа образцов нано-и микроразмеров по толщине и изучение взаимосвязи качества М>/А1 -АЮ^/КЬ переходов и структуры границ раздела в композиционной пленке КЬ/А1 - АЮ/МЬ, а так же взаимосвязи границы раздела оксид алюминия-алюминий с рабочими характеристиками создаваемых электролитических конденсаторов

Проведена серия экспериментов по исследованию слоистых образцов с характерными размерами порядка единиц нанометров Использовались следующие образцы образец 1 представтял собой последовательность слоев А1 толщиной более 100 нм и ТчЬ юлщиной около 10 нм, образец 2 - N5 толщиной более 100 нм и А1 толщиной около 60 нм, последовательно нанесенные методом машетронного напыления на подложку из полированного кремния [6] Также использовались образцы из чистого КЬ и А1 толщиной, значительно превышающей глубину проникновения электронов с данной начальной энергией

Методом имитационного моделирования на основе наилучшего совпадения расчетных энергетических спектров отраженных электронов от полубесконечных мишеней из А1 и № с экспериментальными спектрами получены значения интегрального сечения неупругого рассеяния электронов на А1 и КЪ в диапазоне энергии 2-20 кэВ

'Повета С Д Спектры характеристических потерь энергии экктгюнов с энергией В кэВ в »идкихА1,В- !п, О? Нй и Аи '/ Физ обзор Б - 1979 - Т 175-С 972-982 (наашля^

Зарегистрированы энергетические спектры отраженных электронов в широком интервале потерь энергии от образца i с использованием серийного оже-спектрометрн типа PHI 660. Проведена их интерпретация методом имитационного моделирования и при помощи аналитических расчетов. На рис. 3 1тредставлены экспериментальные и расчетные энергетические спектры от исходной мишени, после удаления части верхнего ом Mb методом ионного травления, и после полного удаления верхнего слоя образца. Показано, что модель «резкой» границы раздела Al/Nb не позволяет с достаточной точностью описать экспериментальные данные, Расчет в модели «размытой» границы раздела, состоящей кз трех плоскопараллельных слоев с различными долями А1 я Nb даст наилучшее согласие с экспериментальными данными. Таким образом, был получен

послойный профиль границы раздела Al/Nb в случае напыления Nb на А1 [б].

1.0 |-

Nb(rf).'NbA]

а № ЕМ Ш MS 3«

д, эВ

Рис. 3 Энергетические спектры отраженных электронов от образца 1. Точками показаны экспериментальные данные (PHI 660) = 3 оВ, сплошными кривыми - результаты аналитических расчетов. Во врезке показан послойный профиль концентрации границы раздела Al/Nb.

Энергетические спектры электронов, отраженных от образца 1, зарегистрированы на экспериментальном стенде по спектроскопии отраженных электронов с начальной энергией электронов 6 и 8 кэВ Проведена их интерпретация методом имитационного моделирования и при помощи аналитических расчетов в модели «резкой/) границы раздела А1/№>, получена толщина исходного верхнего слоя № равная 9 ± 1 нм, что полностью согласуется с результатами измерений, выполненных на ожз-спектрометре На рис 4 представлены экспериментальные и расчетные энергетические спектры при £0 = б кэВ

Д, кэВ

Рис 4 Сравнение экспериментальных и расчетных энергетических спекгров электронов, отраженны* от чистых А1, МЬ мишеней и исследуемого образца /, зарегистрированных на экспериментальном стенде Ео = 6 кэВ Точками показаны экспериментальные данные, в виде гистограммы - результаты мутационного моделирования, смошными кривыми - результаты аналитических расчетов

Энергетические спектры отраженных электронов от образца 2 зарегистрированы на двух различных экспериментальных установках с

начальной энергией электронов 3, 5, 7 и 10 кэВ Проведена их интерпретация мгтодом имитационного моделирования и при помощи аналитических расчетов получен послойный профиль границы раздела А1/№> в случае напыления А1 на КЪ о так же толщина исходною верхнего слоя А1 равная

54 ± 4 нм, что согласуется с данными о скорости напыления А1 [7] Расчетные и экспериментальные спектры отраженных электронов, зарегистрированные на экспериментальном стенде, представлены на рис 5

Получено минимальное значение толщины промежуточного слоя А1 в пденке КЬ/А1 - А10Х/НЬ, необходимого для надежного закрытия неровностей нижнего слоя N1), что оказывает непосредственное влияние на качество туннельного барьера

Показано, что в полной мере предлагаемый метод анализа может быть реализован на специально разработанном экспериментальном оборудовании Применение этого метода на стандартном измерительном комплексе (например, оже-спеткрометр) позволяет существенно расширить его возможности

Рис 5 Сравнение экспериментальных и расчетных энергетических спектров лектронов, отраженных от чистых А1, МЬ мишеней и исследуемого образца 2, зарепктрированные на экспериментальном стенде £о = 7кэВ Точками показаны экспериментальные данные, в виде гистограммы -результаты имитационного моделирования, сплошной кривой - результаты аналитических расчетов

Выполнен послойный анализ образцов, полученных методом

микродугового оксидирования алюминиевой фольги, толшина модуфуцгрочанного счоя составляла примерно 5 мкм Измерения выполнены на экспериментальном стенде по спектроскопии отраженных

А, кзВ

электронов На рис 6 представлены экспериментальные данные и результаты расчетов энергетических спектров электронов с начальной энергией 20 кэВ [8] Для исходной фольги и одного из обработанных образцов, также проведен расчет модельной мишени, состоящей из однородного оксида алюминия

мдо

А, кэВ

Рис 6 Энергетические спектры отраженных электронов, при Ео = 20 кэВ Точками показаны экспериментальные данные, в ви 1е гисго1раммы - результаты имитационного чоде-ыровачия

глубина, мкм

Рис 7 Поофии! концентрации кисюрода в алюминии в разчичных образцах 1,2 - время обработки образцов составляло 2 мич, 3 - время обработки 4 мин , ближнее распочояеиие образца. 4 - время обработки 4 мин , дальнее расположение образца

На рис 7 показаны полученные профили концентрации кислорода в различных образцах Разрешение по глубине составило около 300 нм, погрешность определения концентрации кислорода не превышает 10 % [9] Достоверность полученных профилей концентрации подтверждается сравнением с данными, полученными методом резерфордовского обратного рассеяния (в качестве зондирующих частиц использовались протоны с энергией 1 МэВ)

Анализ кривой концентрационного распределения элементов по глубине показал, что МДО-покрытие состоит из двух слоев первый - 100 % оксидный слой АЬ03, и второй - переходный слой, состоящий из А120з и А1 Измеренные параметры переходного слоя позволяют выбрать технологический режим МДО, характеризующийся наибольшим развитием границы раздела оксид алюминия-алюминий, что необходимо для повышения качества электролитических конденсаторов

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Развит неразрушающий метод послойного анализа микро- и наноструктур на основе спектроскопии отраженных электронов в широком диапазоне потерь энергии путем совместного применения методов имитационного моделирования и аналитического расчета процессов рассеяния электронов в твердом теле

2 Определены толщины слоев и профили концентраций слоистых наноструктур методом спектроскопии отраженных электронов Наилучшая достигнутая точность составила 1 нм (6 %) Проанализирована зависимость толщины переходного слоя МЬ/А1 от последовательное ги напыления слоев А! и № на подложку 81(100} Получено минимальное значение толщины промежуточного слоя А! в пленке 1\ТЬ/А1 - А10.л\тЬ, необходимое для достижения наивысшего качества туннельного барьера

3 Выполнен анализ структуры МДО-покрытий, разрешение по глубине составило около 300 нм (6 %) Проанализировано влияние геометрии МДО-

процесса и времени обработки на толщину и структуру покрытий По результатам работы сформулированы рекомендации по выбору режима МДО-обработки электродов позволяющего увеличить толщину границы раздела оксид алюминия-алюминий, для повышения рабочих характеристик электролитических конденсаторов

4 Разработан и создан рабочий участок экспериментальной установки, позволяющий измерить абсолютную величину дифференциальной функции отражения электронов с учетом постоянного геометрического множителя

5 Создана и апробирована универсальная программа имитационного (Монте-Карло) моделирования рассеяния атомных частиц в веществе В результате обработки энергетических спектров отраженных электронов получены данные о параметрах неупругого рассеяния электронов

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1 Лукашевский М В Исследование покрытий, полученных способом микродугового оксидирования, на основе энергетических спектров отраженных электронов И XXXII Гагаринские чтения Научные труды Междунар молодежи науч конференции М МАТИ - 2006 - Т 3 - С 96-98

2 Лукашевский М В , Федорович С Д , Лубенченко А В Имитационное моделирование процессов переноса электронов средних энергий и ионов в в{ ществе // 5-я Всероссийская с международным участием науч -техн конференция ^Быстрозакаленные материалы и покрытия» Сб трудов М МАТИ-2006-С 290-295

3 Лукашевский М В Программа имитационного моделирования процессов переноса электронов, ионов и фотонов в веществе БРШ-Ь - М, 2004 - 1 с - Деп в ФГУГ! «ВНТИЦ» 10 02 2004, № 73200^00014

4 Афанасьев В П , Лубенченко А В , Лукашевский М В Расчет энергетических спектров ионов, рассеянных плоско-параллельными слоями

твердого тела Последовательный учет флуктуаций потерь энергии // Поверхность - 2004 - № 8 - С 23-27

5 Энерх етические спектры электронов, отраженных от многослойных мишеней с «резким» и «размытым» интерфейсом Послойный анализ / В П Афанасьев, , М В Лукашевский, А Б Паволоцкий и др // Поверхность - 2005 - № 3 - С 24-28

6 Исследование границы раздела А1/№> методом спектроскопии отраженных электронов / В П Афанасьев, , М В Лукашевский, М Норелл и др //Журнал прикл физ - 2007 - Т 101-С 64912-64917 (чаангл яз )

7 Лукашевский М В Высокоточное измерение толщин слоев и морфологии границы раздела 1\Ь/А1 наноструктур новым неразрушающим методом анализа, основанным на спектроскопии отраженных этектронов /7 XXXIII Гагаринские чтения Научные труды Междунар молодежи науч конференции М МАТИ-2007-Т 3-С 113-115

8 Лукашевский М В , Федорович С Д, Лубенченко А В Электронная спектроскопия покрытий, полученных способом микродугового оксидирования // 5-я Всероссийская с международным участием науч -техн конференция «Быстрозакаленные материалы и покрытия» Сб трудов М МАТИ - 2006 - С 255-259

9 Лукашевский М В , Федорович С Д, Лубенченко А В Электронная спектроскопия покрытий, полученных способом микродугового оксидирования // Вестник МЭИ - 2007 - № 2 - С 83-87

Подписано в печать Мм^Зак. Ш Тир. /СО п.л.

Полиграфический центр МЭИ (ТУ) Красноказарменная ул., д. 13

Введение.

Глава 1. Области применения, технологии получения и методы исследования твёрдотельных микро- и наноструктур.

1.1 Приемники радиоизлучения субмиллиметрового диапазона на основе гетеродинных смесителей.

1.2 Технологические аспекты формирования композиционной пленки Nb/Al-AlQf/Nb.

1.3 Вольт-амперная характеристика туннельного сверхпроводящего перехода и ее зависимость от структуры границы раздела. Постановка задачи исследования.

1.4 Технологические аспекты формирования покрытий методом микродугового оксидирования.

Постановка задачи исследования.

1.5 Выбор метода анализа микро- и наноструктур.

Глава 2. Экспериментальная установка по спектроскопии отраженных электронов.

2.1 Описание установки.

2.2 Схема подключения измерительных приборов.

2.3 Стабилизированный двухполярный источник питания.

2.4 Выбор методики измерения силы тока электронов на выходе из энергоанализатора.

2.5 Механизм перемещения исследуемых образцов около входной диафрагмы энергоанализатора. Проверка отсутствия влияния изменения положения блока с образцами на получаемые энергетические спектры.

2.6 Схема регистрации тока с образца и ускоряющего напряжения электронной пушки.

2.7 Схема управления ускоряющим напряжением электронной пушки.

2.8 Измерение тока первичного пучка электронов с помощью дополнительного цилиндра Фарадея.

2.9 Система автоматического управления экспериментальной установкой.

Глава 3. Программа имитационного моделирования процессов взаимодействия электронов и ионов средних энергий с твердым телом.

3.1 Общие сведения о созданной программе.

3.2 Описание алгоритма SPIM-L.

3.3 Апробация программы.

Глава 4. Метод расчета энергетических спектров электронов, отраженных от многокомпонентных мишеней.

4.1 Основное уравнение.

4.2 Рассеяние в однородной мишени.

4.3 Многослойная модель рассеивающей среды.

4.4 Апробация метода.

Глава 5. Результаты послойного анализа образцов микро- и наноразмеров и их обсуждение.

5.1 Экспериментальное определение состава Nb/Al микроструктур.

5.2 Экспериментальное определение состава микроструктур, полученных методом микродугового оксидирования.

Важным результатом интенсивного развития физики и технологии туннельных сверхпроводящих и нормально-металлических структур стало создание таких информационно-измерительных приборов и их элементов, как: Джозефсоновский эталон напряжения, датчики магнитного поля, самые чувствительные из существующих, детекторы частиц и излучений, датчики температуры в диапазоне от сотых долей до десятков Кельвина. Для дальнейшего совершенствования подобных приборов актуально применение сверхпроводящих (ниобиевых) туннельных переходов, выполненных в виде композиционной пленки Nb/Al-AIQ/Nb, с толщинами слоев не более сотен нанометров. Необходимые электрофизические свойства такого туннельного перехода обеспечиваются достаточно резкой границей раздела Nb/Al. В связи с этим возникает потребность неразрушающего контроля послойного элементного состава таких структур с нанометровой точностью на ранней стадии их создания. Однако, до настоящего времени не было надежного и доступного метода оценки этого структурного параметра. Методы оже-электронной спектроскопии и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии обладают необходимой чувствительностью, но их информационная глубина настолько мала, что для построения профилей концентрации требуется применение ионного распыления. Однако, селективность распыления, а также стимулированные облучением изменения исследуемой структуры снижают достоверность полученных результатов. Широко используемый метод резерфордовского обратного рассеяния (POP) практически не чувствителен к наличию слоя легкого элемента в тяжелой матрице. Разрешение по глубине составляет в лучшем случае 15 - 20 нм. Метод POP эффективно используется для анализа микроструктур, но связан с необходимостью использования сложного и дорогостоящего оборудования (необходимо получение частиц МэВ-ных энергий).

Керамикоподобные модифицированные слои, полученные методом микродугового оксидирования (МДО) обладают обширным набором свойств, таких как износостойкость, коррозионностойкость, теплостойкость, электроизоляционность. В «МАТИ»-РГТУ им.К.Э. Циолковского тонкие (толщиной около 5 мкм) покрытия, получаемые методом МДО, используются для создания электродов электролитических конденсаторов.

Существует острая потребность в создании неразрушающего метода, работающего в режиме реального времени, который одинаково эффективно может быть применен для исследования как наноструктур, так и микроструктур.

На кафедре Общей физики и ядерного синтеза МЭИ(ТУ) разработан неразрушающий метод послойного анализа нано- и микро структур, основанный на интерпретации спектров отраженных электронов средних энергий. Для реализации этого метода необходимо измерение абсолютной величины дифференциальной функции отражения электронов от набора «чистых» мишеней и исследуемых образцов и их интерпретация в широком диапазоне потерь энергии электронов. Решение этих проблем позволит получить количественные данные о составе анализируемой мишени с точностью по глубине не превышающей 1 нм.

Цели работы и задачи исследования состояли в определении послойного и компонентного состава элементов твердотельной электроники с нанометровым разрешением.

Для достижения поставленных целей были решены следующие задачи:

- разработан и создан рабочий участок экспериментальной установки; разработана методика проведения эксперимента для измерения абсолютной величины дифференциальной функции отражения электронов от поверхности твердых тел с учетом постоянного геометрического множителя;

- развит неразрушающий метод экспериментального определения послойного компонентного состава поверхности твердых тел на основе интерпретации спектров отраженных электронов в широком диапазоне потерь их энергии с помощью разработанной программы имитационного моделирования рассеяния электронов средних энергий в твердом теле;

- определены толщины слоев и профили концентраций слоистых Nb/Al наноструктур',

- определены профили концентрации кислорода в образцах, полученных методом микродугового оксидирования, с толщиной модифицированного слоя около 5 мкм.

Объекты и методы исследования.

Объектами исследования являлись слоистые наноструктуры, полученные методом магнетронного напыления слоев А1 и Nb на подложку из полированного кремния; слоистые микроструктуры, полученные методом микродугового оксидирования алюминиевой фольги с толщиной модифицированного слоя порядка нескольких мкм.

Комплексный подход к исследованию включал в себя:

- исследование послойного состава образцов неразрушающим методом при помощи варьирования начальной энергии зондирующих электронов в диапазоне от 3 до 20 кэВ;

- исследование послойного состава образцов чередованием метода спектроскопии отраженных электронов с ионным травлением.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Впервые реализована методика интерпретации экспериментальных спектров отраженных электронов в широком диапазоне потерь их энергии путем совместного применения методов имитационного моделирования и аналитического расчёта процессов рассеяния электронов в твердом теле.

2. Впервые определены толщины слоев и исследованы границы раздела слоистых Nb/Al наноструктур с точностью до 1 нм без использования послойного ионного травления.

3. Впервые с помощью электронной спектроскопии определены профили концентрации кислорода в образцах, полученных методом МДО с разрешением 300 нм до глубины 5 мкм.

4. Создана универсальная программа имитационного моделирования процессов рассеяния электронов и ионов средних энергий в веществе.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Разработан метод, который может быть использован для контроля технологического процесса получения наноструктур на основе сверхпроводящих туннельных переходов. Получено минимальное значение толщины промежуточного слоя А1 в композиционной пленке, необходимое для достижения наивысшего качества туннельного барьера.

2. Разработан метод неразрушающего контроля толщины и структуры МДО-покрытий. Сформулированы рекомендации по выбору режима МДО-обработки электродов, для повышения рабочих характеристик электролитических конденсаторов.

3. Показана эффективность предложенного неразрушающего метода послойного анализа твердотельных структур, глубина зондирования которого варьируется от единиц нанометров до десятков микрометров относительная точность по глубине составляет не менее 6 %.

4. Создана программа, позволяющая рассчитывать угловые и энергетические распределения атомных частиц, рассеянных твердым телом.

Обоснованность научных положений основывается на проведенном комплексном анализе полученных результатов и согласовании выполненных расчетов с экспериментальными данными.

Достоверность результатов подтверждается согласованностью результатов анализа металлических наноструктур и покрытий, полученных методом МДО, с результатами других исследований. Обработка результатов выполнена как на основе аналитического метода, так и методом имитационного моделирования.

Основные результаты и положения, выносимые на защиту

1. Теоретическая интерпретация энергетического спектра отраженных электронов в широком диапазоне потерь их энергии на основе совместного применения методов имитационного моделирования и аналитического расчета процессов рассеяния электронов в твердом теле.

2. Результаты исследования толщин слоев и структуры границ раздела слоистых Nb/Al наноструктур и их взаимосвязь с качеством получаемых Nb/Al-AlCX/Nb сверхпроводящих туннельных переходов. Наилучшая достигнутая точность составила 1 нм (6 %).

3. Результаты анализа микроструктур, полученных методом МДО, толщиной до 5 мкм. Разрешение по глубине составило около 300 нм (6 %).

4. Зависимость толщины переходного слоя Nb/Al от последовательности напыления слоев А1 и Nb на подложку Si{100}. Указанная толщина больше в конфигурации Si/Al/Nb, чем в Si/Nb/Al.

5. Преобладание влияния на структуру покрытия длительности обработки образцов МДО-методом на ранней стадии формирования покрытия над влиянием геометрии эксперимента.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на 5-ой Всероссийской научно-технической конференции «Быстрозакаленные материалы и покрытия» (Москва, 2006 г.), 36-ой Международной конференции по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами (Москва, 2006 г.), 4-ой Курчатовской молодежной научной школе (Москва, 2006 г.), 12-ой, 13-ой Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, 2006, 2007 г.г.), 32-ой, 33-ей Международной молодёжной научной конференции «Гагаринские чтения» (Москва, 2006, 2007 г.г.).

Вклад автора заключается в модернизации экспериментальной установки по спектроскопии отраженных электронов, проведении экспериментов по регистрации энергетических спектров отраженных электронов от исследуемых образцов, разработке программы имитационного моделирования процессов переноса электронов и ионов средних энергий в веществе, интерпретации полученных спектров методом имитационного моделирования. Все результаты, вынесенные на защиту, получены соискателем самостоятельно, либо на паритетной основе с соавторами.

Публикации. Основное содержание работы отражено в 9 печатных работах', из них 3 - в рекомендуемых ВАК журналах, 4 доклада на международных конференциях, 1 депонированная работа.

1. Результаты работы позволяют сделать вывод о возможности успешного применения стандартного аналитического оборудования (например, оже-спектрометр) для реализации разрабатываемого метода послойного анализа. В тоже время, использование подобной техники имеет ряд ограничений, не позволяющих реализовать в полной мере все возможности нового метода.

2. Определены толщины слоев и профили концентраций слоистых наноструктур методом спектроскопии отраженных электронов. Наилучшая достигнутая точность составила 1 нм (6 %). Проанализирована зависимость толщины переходного слоя Nb/Al от последовательности напыления слоев А1 и Nb на подложку Si {100}. Получено минимальное значение толщины промежуточного слоя А1 в пленке Nb/Al-A10^/Nb, необходимое для достижения наивысшего качества туннельного барьера.

3. Выполнен анализ структуры МДО-покрытий, разрешение по глубине составило около 300 нм (6 %). Проанализировано влияние геометрии МДО-процесса и времени обработки на толщину и структуру покрытий. По результатам работы сформулированы рекомендации по выбору режима МДО-обработки электродов, позволяющего увеличить толщину границы раздела оксид алюминия-алюминий, для повышения рабочих характеристик электролитических конденсаторов.

143

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Развит неразрушающий метод послойного анализа микро- и наноструктур на основе спектроскопии отраженных электронов в широком диапазоне потерь энергии путем совместного применения методов имитационного моделирования и аналитического расчёта процессов рассеяния электронов в твердом теле.

2. Определены толщины слоев и профили концентраций слоистых наноструктур методом спектроскопии отраженных электронов. Наилучшая достигнутая точность составила 1 нм (6 %). Проанализирована зависимость толщины переходного слоя Nb/Al от последовательности напыления слоев А1 и Nb на подложку Si{100}. Получено минимальное значение толщины промежуточного слоя А1 в пленке Nb/Al-A10^/Nb, необходимое для достижения наивысшего качества туннельного барьера.

3. Выполнен анализ структуры МДО-покрытий, разрешение по глубине составило около 300 нм (6 %). Проанализировано влияние геометрии МДО-процесса и времени обработки на толщину и структуру покрытий. По результатам работы сформулированы рекомендации по выбору режима МДО-обработки электродов, позволяющего увеличить толщину границы раздела оксид алюминия-алюминий, для повышения рабочих характеристик электролитических конденсаторов.

4. Разработан и создан рабочий участок экспериментальной установки, позволяющий измерить абсолютную величину дифференциальной функции отражения электронов с учетом постоянного геометрического множителя.

5. Создана и апробирована универсальная программа имитационного (Монте-Карло) моделирования рассеяния атомных частиц в веществе. В результате обработки энергетических спектров отраженных электронов получены данные о параметрах неупругого рассеяния электронов.

1. Niemeyer J., Hinken J.H., Kautz R.L. Microwave induced constant-voltage steps at one volt from a series array of Josephson junctions // Appl. Phys. Lett.- 1984.- V. 45.- P. 478-480.

2. Кларке Дж. Сверхпроводящие квантовые интерференционные приборы для низкочастотных измерений // В сб.: Слабая сверхпроводимость. Квантовые интерферометры и их применения / Под ред. Б.Б. Шварца и С. Фонера.- М.: Мир, 1980.- С. 7-65.

3. Tucker J.R., Feldman MJ. Quantum detection at millimeter wavelength // Reviews of Modern Physics- 1985.- V. 57.- P. 1055-1113.

4. Pecola J.P., Hirvi K.P., Kuppinen J.P. Thermometry by arrays of tunnel junctions // Phys.Rev.Lett. -1994,- V. 73.- P. 2903-2906.

5. Time-correlated single-electron tunneling in one-dimensional arrays of ultrasmall tunnel junctions / P. Delsing, K.K. Likharev, L.S. Kuzmin and T. Claeson // Physical Review Letters- 1989,- V. 63,- P. 1861-1866.

6. Experimental study of the RSFQ logic elements / V.K. Kaplunenko, M.I. Khabipov, V.P. Koshelets et al. // IEEE Transactions on Magnetics- 1998.- V. 25.- P. 861-864.

7. A 275-370 GHz Receiver SIS Mixer With Novel Probe Structure / C. Risacher, V. Belitsky, V. Vassilev et al. // International Journal of Infrared and Millimeter Waves- 2005.- V. 26.- P. 867-874.

8. A Sideband Separating Mixer for 85-115 GHz / Vassilev, V. Belitsky, C. Risacher et al. // IEEE Microwave and HWireless Components Letters- 2004,-V. 14.-P. 256-258.

9. Josephson B.D. Possible new effects in superconductive tunnelling // Phys. Lett.- 1962.- V. 1.- P. 251-253.

10. Rowell J.M., Gurvitch M., Geerk J., Modification of tunneling barriers on Nb by a few monolayers of Al // Phys. Rev. В.-1981.- V. 24.- P. 2278-2281.

11. APEX: project status and goals / P. Schilke, R. Gusten, K.M. Menten, D. Murders // Proceedings of SPIE- 2004.- V. 5498,- P. 21-25.

12. Integrated sub-mm receivers / V. P. Koshelets et al. // IEEE Transactions on Applied Superconductivity- 1995.- P. 3057-3060.

13. Gurvitch M., Washington M.A. and Huggins H.A. High quality refractory Josephson tunnel junctions utilizing thin aluminium layers // App. Phys. Lett.- 1983.- V. 42.- P. 472-479.

14. Novel Method for Fabricating Deep submicron Nb/AlCVNb Tunnel junctions based on Spin-on glass planarization / A.B. Pavolotsky, Th. Weimann, H. Scherer et al. // IEEE Transactions On Applied Superconductivity- 1999.- V. 9.-P. 3251-3254.

15. Imamura Т., Shiota Т., Hasuo S. Fabrication of high quality Nb/Al-AlOj/Nb josephson junctions: I Sputtered Nb films for junction electrodes. // IEEE Transactions on Applied Superconductivity.- 1992.- V. 2.- P. 1-14.

16. Паволоцкий А.Б. Разработка метода и технологии получения субмикронных сверхпроводящих туннельных переходов для низкотемпературных информационно-измерительных приборов. Дисс. . кандидата техн. наук,- М. 2003. 182 с.

17. Imamura Т. and Hasuo S. Cross-sectional transmission electron microscopy observation of Nb/Al-AlO^/Nb josephson junction // Appl. Phys. Lett.-1991.-V. 58.-P. 645-647.

18. Huggins H.A. and Gurvitch M. Preparation and characteristics of Nb/Al-oxide-Nb tunnel junctions // J. of Appl. Phys.- 1985.- V. 57.- P. 2103-2109.

19. Kleinsasser A.W., Miller R.E., Mallison W.H. Dependence of critical current density on oxygen exposure in Nb/AlO^/Nb tunnel junctions // IEEE Transactions on Applied Superconductivity.- 1999.- V. 5.- P. 26-30.

20. Микродуговое оксидирование (теория, технология, оборудование) / И.В. Суминов, А.В. Эпельфельд, В.Б. Людин и др. М.: ЭКОМЕТ, 2005.368 с.

21. Романовский Е.А. Применение методов обратного рассеяния для исследования покрытий, получаемых микродуговым оксидированием // Поверхность.- 1999.- № 5-6.- С.106-109.

22. Анодные оксидные покрытия на металлах и анодная защита / И.Н. Францкевич, А.Н. Пилянкевич, В.А. Лаврененко, А.И. Волфсон Киев: Науковая думка, 1985.- 280 с.

23. Ларина О.Д., Тимошенко P.P. Количественный анализ оксидных и нитридных включений в сталях и сплавах М.: Металлургия, 1978.- 256 с.

24. M.P. Seah Quantification and measurement by Auger electron -spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy // Vacuum- 1986,- V. 36.-Р. 399-407.

25. A new ESCA instrument with improved surface sensitivity, fast imaging properties and excellent energy resolution / U. Geliusl, B. Wannberg, P. Baltzer et al. // Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena.- 1990.- V. 52.-Р 747-785.

26. Imamura Т., Hasuo S. Cross-sectional ТЕМ observation of Nb/AlQr Al/Nb junction structures // IEEE Transactions on magnetics.- 1991.- V. 27.-Р. 3172-3175.

27. Фелдман Л., Майер Д. Основы анализа поверхности и тонких пленок М.: Мир, 1989.- 344 с.

28. Pay Э.И., Савин В.О., Сеннов P.A. Пространственное разрешение, информационная глубина и контраст изображений подповерхностныхструктур, визуалируемых в отраженных электронах в РЭМ // Поверхность.-2000.-№ 12.-С. 4-8.

29. Niedrig Н., Rau E.I. Information depth and spatial resolution in BSE microtomography in SEM // Nucl. Instr. and Meth. B- 1998.- V. 142.- P. 523-534.

30. Энергетические спектры электронов, отраженных от многослойных мишеней с «резким» и «размытым» интерфейсом. Послойный анализ / В.П.Афанасьев, ., М.В. Лукашевский, А.Б. Паволоцкий и др. // Поверхность.- 2005.- № 3.- С. 24-28.

31. Машкова Е.С., Молчанов В.А. Применение рассеяния ионов для анализа твердых тел М.: Энергоатомиздат, 1995,- 175 с.

32. Соболева Н.А., МеламидА.Е. Фотоэлектронные приборы М.: Высш. шк., 1974.- 375 с.

33. Афанасьев В.П., ЯворС.Я. Электростатические энергоанализаторы для пучков заряженных частиц М.: Наука, 1978.- 224 с.

34. Vidal R., Baragiola R.A., Ferron J. Monte Carlo model for the deposition of electronic energy in solid argon thin films by keV electrons // J. Appl. Phys.-1996.- V. 80.- P. 5653-5658.

35. Jablonski A. Modeling of elastic and inelastic electron backscattering from surfaces // Prog. Surf. Sci.- 2005.- V. 79.- P. 3-27.

36. Reflection electron energy loss spectrum of surface plasmon excitation of Ag: A Monte Carlo study / R. Shimizu, J. Ding, H.M. Li et al. // Phys. Rev. B-2002.-V 66.- P. 5411-5418.

37. Differential cross sections for plasmon excitations and reflected electron-energy-loss spectra / C.J. Tung, Y.F. Chen, C.M. Kwei et al. // Phys. rev. B.-1994. v. 49.-P. 16684-16693.

38. Monte Carlo simulation of x-ray emission by kilovolt electron bombardment / E. Acosta, X. Liovet, F. Salvat et al. // J. Appl. Phys.- 1998.-V. 83.-P. 6038-6049.

39. Лукашевский М.В. Программа имитационного моделирования процессов переноса электронов, ионов и фотонов в веществе SPIM-L.- М., 2004,- 1 е.- Деп. в ФГУП «ВНТИЦ» 10.02.2004, № 73200400014.

40. Экштайн В. Компьютерное моделирование взаимодействия частиц с поверхностью твердого тела М.: Мир, 1995.- 320 с.

41. АккерманА.Ф. Моделирование траекторий заряженных частиц в веществе М.: Энергоатомиздат, 1991.- 200 с.

42. LiljequistD. Simplified models for the Monte Carlo simulation of energy distributions of keV electrons transmitted or back-scattered in various solids // J. Phys. D: Appl. Phys.- 1978.- V. 11.- P. 839-859.

43. JablonskiA., Salvat F., Powell C.J. NIST Electron Elastic-Scattering Cross-Sections Database Version 3.0 Gaithersburg: National Institute of Standards and Technology MD.- 2002.

44. Соболев B.B. Рассеяние света в атмосферах планет М.: Наука, 1972.-335 с.

45. DarlinskiA. Measurements of angular distribution of backscattered electrons in the energy range of 5 to 30 keV // Phys. Stat. Sol.- 1981.- V. 63.-P. 663-667.

46. Хлупин С.И., Аккерман А.Ф. Средние пробеги электронов с энергией (0,1 100) кэВ до неупругого рассеяния в веществе - Алма-Ата: Изд. ИФВЭ, 1985.- 43 с.

47. Powell C.J. Characteristic energy losses of 8-keV electrons in liquid Al, Bi, In, Ga, Hg and Au // Phys. rev. В.- 1979.- V. 175.- P. 972-982.

48. Casslett V.E., Thomas R.N. Multiple scattering of 5-30 kev electrons in evaporated metal films // Brit. J. Appl. Phys.- 1964.- V. 15.- P. 883-907.

49. Лубенченко A.B. Теория отражения излучения средами с анизотропным законом рассеяния на основе принципов инвариантности. Дисс. доктора техн. наук.- М. 2006. 269 с.

50. Будак В.П., Козельский А.В., Савицкий Е.Н. Улучшение сходимости метода сферических гармоник при сильно анизотропном рассеянии // Оптика атмосферы и океана.- 2004.- № 1.- С. 36-41.

51. Лубенченко А.В. Функция распределения отраженных электронов по пробегам // Краткие содержания докладов XXIII Конференции по эмиссионной электронике. Ташкент: Ин-т электроники.- 1997.- Т. 1.- С. 164.

52. Роль флуктуаций толщины тонких углеродных фольг в формировании энергетического спектра прошедших через них ионов водорода / Е.А. Гриднева, В.А. Курнаев, В.Х. Лихтенштейн и др. // Материалы 14-ой Межд. Конф. «ВИП»- М.: МАИ, 1999.- Т. 1.- С. 226-229.

53. Афанасьев В.П., Лубенченко А.В., Лукашевский М.В. Расчет энергетических спектров ионов, рассеянных плоско-параллельными слоями твердого тела. Последовательный учет флуктуаций потерь энергии // Поверхность.- 2004,- № 8.- С. 23-27.

54. Флорес Ф. Динамика взаимодействия зарядов с конденсированным веществом. Взаимодействие заряженных частиц с твердым телом. М.: Высш. шк., 1994.- 744 с.

55. Калашников Н.П., Ремизович B.C., Рязанов М.И. Столкновения быстрых заряженных частиц в твердых телах М.: Атомиздат, 1980.- 272 с.

56. Afanas'ev V.P., Naujoks D. Energy spectra of electrons reflected from layered targets // Z. Phys. B. Cond. Mat.-1991.- V. 84.- P. 397-402.

57. Лубенченко А.В. Приближенная аналитическая формула для энергетических спектров электронов, обратно рассеянных в единичный телесный угол // Изв. АН. Серия физич.- 1994.- Т. 58.- С. 28-31.

58. Отражение электронов киловольтных энергий от многослойных мишеней / В.П. Афанасьев, А.В. Лубенченко, А.Б. Паволоцкий, С.Д. Федорович // ЖТФ- 2002.- Т. 72,- С. 100-108.

59. Study of Al/Nb interface by spectroscopy of reflected electrons / V.P.Afanas'ev, ., M.V. Lukashevsky, M.Norell et al. // J. Appl. Phys.- 2007.-V. 101.-P. 64912-64917.

60. Радциг А.А., Смирнов Б.М. Параметры атомов и атомных ионов -М.: Энергоатомиздат.- 1986.- 344 с.

61. Powell C.J. and Jablonski A. NIST Electron Inelastic-Mean-Free-Path Database-Version 1.1, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD 2000.

62. Лукашевский М.В., Федорович С.Д, Лубенченко А.В. Электронная спектроскопия покрытий, полученных способом микродугового оксидирования // Вестник МЭИ.- 2007.- № 2.- С. 62-69.151