Книга посвящена вторично-эмиссионным методам исследования поверхностных и объемных свойств твердого тела. В основе этих методов лежат разнообразные физические явления, наблюдаемые при взаимодействии с твердым телом электронов малых и средних энергий (от 1 эВ до 100 кэВ). В книге рассматриваются физические основы методов дифракции медленных электронов (ДМЭ), электронной оже-спектроскопии (ЭОС) и характеристических потерь энергии электронов (ХПЭ), описываются различные способы приготовления образцов (мишеней), методы очистки поверхности, источники моноэнергетических пучков первичных электронов, методы измерения основных величин, характеризующих зарядку диэлектриков, электронно-возбужденную проводимость (ЭВП), вторичную электронную эмиссию (ВЭЭ), упругое и неупругое рассеяние электронов в твердых телах. Большое внимание уделено специфике методов изучения неметаллических объектов в условиях, когда можно исключить побочные эффекты. Описываются элементы экспериментальной аппаратуры и современные способы регистрации и обработки результатов экспериментов с применением автоматики и ЭВМ.

В монографии рассмотрены процессы, сопровождающие вылет электронов из заряженных поверхностей поляризованных электретов, сегнето-электриков. В первых главах рассмотрено устройство рентгеноэлектронного спектрометра, принципы функционирования энергоанализатора электронов, разработана методика получения спектров медленных электронов с нейтральных и заряженных поверхностей материалов. В процессе дальнейшего исследования разработанная методика применена для получения электронных спектров (спектров аномальной электронной эмиссии (АЭЭ)) с отрицательных поверхностей сегнетоэлектрических материалов (монокристаллов и керамик), обладающих электретными свойствами, и электретов. Изложена теория спектров АЭЭ, рассчитано распределение потенциала по заряженной поверхности поляризованных материалов. Рассмотрены прикладные аспекты применения спектров АЭЭ.

Книга посвящена одному из вопросов современной физической электроники - вторичной электронной эмиссии. Рассмотрены методы измерений: коэффициента вторичной эмисии (ВЭ), неупругого и упругого отражения электронов, распределения вторичных электронов по энергиям. Изложены основные закономерности явления ВЭ при малых энергиях первичных электронов; явления неупругого рассеяния электронов; ВЭ металлов и элементарных полупроводников; ВЭ диэлектриков и эффективных эмиттеров; ВЭ, усиленной полем. Рассмотрены вопросы статистики и временной дисперсии ВЭ. Излагаются закономерности истинной ВЭ и выясняется роль неупруго отраженных электронов во ВЭ; подробно излагаются методы экспериментального определения параметров истинной ВЭ. Приводятся последние данные по угловым зависимостям ВЭ и ВЭ диэлектриков и эффективных эмиттеров. Книга содержит много справочного материала по ВЭ.

Книга посвящена физическим основам работы различных электронных приборов. После краткого исторического введения изложены основные сведения из атомной и молекулярной физики, теории кристаллов, полупроводников и диэлектриков. В весьма популярной форме, но достаточно строго трактуется физический смысл ряда сложных явлений и понятий современной физики (уравнение Шредингера, переходы между уровнями и т. д.). К числу рассмотренных электронных приборов относятся вакуумные лампы от триодов до СВЧ-устройств, газоразрядные приборы и полупроводниковые элементы. Отражены новые направления использования плазмы газового разряда—термоядерный синтез, магнитогидродинамические генераторы и электрические ракетные двигатели. В последней главе книги с позиций квантовой электроники описаны лазеры и мазеры. Книга может быть использована в качестве дополнительного пособия студентами физических и физико-технических факультетов университетов и втузов, она также представляет интерес для широкого круга читателей — инженеров и неспециалистов, которые хотят познакомиться с современным состоянием физики и практическими применениями, основанными на ее достижениях.

Монография посвящена теории электронной структуры и спектроскопии переходов неметаллов в широкой области энергии фундаментального поглощения. Описаны основные общие особенности многих методов расчетов энергетических зон и их результатов для простейших кристаллов. Приведены результаты теоретических расчетов зон и переводов между ними для модельных кристаллов многих групп соединений. рассмотрены элементы общей теории оптических свойств для межзонных и экситонных переходов. Приведены теоретические спектры диэлектрической проницаемости и других оптических функций кристаллов многих наиболее изученных групп соединений. В заключительной главе рассмотрены основные особенности спектроскопии характеристических потерь энергии электронов для различных значений переданного волнового вектора и его перспективы для развития нового метода зондирования дисперсии энергетических зон. Монография представляет введение в теорию оптических свойств и электронной структуры неметаллов для научных работников и инженеров, занимающихся экспериментальными исследованиями свойств твердых тел и разработкой различных приборов и устройств, преподавателей, аспирантов, студентов университетов.

В книге излагается современное состояние теории столкновений электронов с атомами и молекулами. Рассматривается упругое рассеяние электронов (включая поляризационные явления), возбуждение и ионизация атомов, возбуждение вращений и колебаний простых двухатомных молекул, различные виды диссоциации молекул электронами. Излагаются теоретические основы и примеры применения наиболее употребительных методов расчета эффективных сечений вышеупомянутых процессов. Главное внимание уделяется конкретным результатам теории. Книга предназначена для лиц, которым по роду работы необходимы данные об эффективных сечениях разнообразных процессов. происходящих при столкновениях электронов с атомами и молекулами. Может быть использована в качестве учебного пособия студентами старших курсов физических специальностей при изучении теории столкновений.

Рассмотрены физические основы электронной спектроскопии, абсорбционной колебательно-вращательной спектроскопии высокого разрешения и спектроскопии комбинационного рассеяния. Излагаются физические принципы устройства и работы современных спектральных приборов. Представлены как классические приборы, основанные на эффектах дифракции и интерференции, так и спектрометры высокого разрешения на основе методов лазерной спектроскопии. Описан комплекс лабораторных работ, основанных на электронных спектрах поглощения и спектрах комбинационного рассеяния молекул.

В пособии изложены физико-технические основы эмиссионной электроники. Последовательно рассмотрены основы электроники твердого тела, общие вопросы твердотельной эмиссионной электроники, виды электронной эмиссии из твердых тел - термоэлектронная, фотоэлектронная, вторичная электронная и автоэлектронная. Впервые содержательно изложены основы относительно нового вида электронной эмиссии - взрывной электронной эмиссии. Также в данном пособии впервые как самостоятельный раздел эмиссионной электроники рассмотрены основы эмиссии заряженных частиц из плазмы. Заключительный раздел пособия посвящен рассмотрению эмиссионных явлений, вызванных взаимодействием ускоренных ионов с поверхностью твердых тел. Предназначено для студентов, магистрантов, аспирантов, инженеров и научных работников, специализирующихся в области вакуумной и плазменной электроники, в том числе сильноточной, физики плазмы и техники плазменных исследований, физической электроники, электронно-лучевых, ионно-лучевых и плазменных технологий, промышленной электроники, физики и техники ускорителей заряженных частиц.

Монография посвящена эктонам - эмиссионным центрам, образующимся на поверхности катода в результате разогрева и взрыва микрообъемов за счет большой удельной энергии в них. Если возникающий при этом ток будет выше некоторой предельной величины, то имеет место процесс самоподдержания эктонов.Монография состоит из трех частей. В первой рассматривается взрывная эмиссия электронов, изучение которой позволило подойти к пониманию сути эктонов, во второй - роль эктонов в электрических разрядах, главным образом в вакуумных и газовых. В третьей части показывается роль эктонов в электрофизических устройствах: импульсных ускорителях электронов, в импульсных источниках рентгеновских лучей, вакуумных разрядниках и т. д.Книга адресована специалистам в области физики низкотемпературной плазмы вакуумных и газовых разрядов, импульсной электроники и электрофизики.

Изложены физические основы теории металлического состояния, освещаются вопросы структуры чистых металлов, твердых растворов и интерметаллических соединений, электронная и кристаллическая структура металлов и сплавов. Рассматриваются основы термодинамики, принципы построения диаграмм состояния и теория диффузии, основные вопросы теории затвердевания: гомогенное и гетерогенное зарождение, рост дендритных и ячеистых кристаллов и т. д. Для научных работников, занятых в области физики металлов, металловедов, работников заводских лабораторий, а также преподавателей, аспирантов и студентов старших курсов металлургических и машиностроительных институтов.

Представлены современные достижения в теории и эксперименте метода дифракции электронов в 4D пространственно-временном континууме. Даны основы классической газовой электронографии, в том числе высокотемпературной, на основе понятия поверхности потенциальной энергии. Введение развертки во времени в дифракционные методы с использованием пикосекундных и фемтосекундных электронных диагностирующих импульсов, синхронизированных с импульсами возбуждающего лазерного возбуждения, позволило разработать методы сверхбыстрой электронной кристаллографии, дифракции рентгеновских лучей с временным разрешением и динамической просвечивающей электронной микроскопии, томографии молекулярного состояния. Становится возможной визуализация переходных процессов при фотовозбуждении свободных молекул и биологических обьектов, анализ процессов на поверхности и в наноструктурах. Для широкого круга читателей, студентов, аспирантов, научных работников, интересующихся проблемами структуры и динамики наноматериалов, строением вещества.

Третье издание (второе - в 1962 г.) переработано и дополнено материалами, отражающими современные достижения науки. В первом томе изложены методики современного металловедческого анализа: микроскопического, электронно-микроскопического, рентгеноструктурного, микрорентгеноспектрального. Оже-спектрографии, мессбауэровского и других способов исследования строения металлов и сплавов. Приведены основные положения статистической обработки экспериментальных результатов. Для инженерно-технических и научных работников предприятий, лабораторий и научно-исследовательских организаций различных отраслей промышленности.

Четвертое издание, как и третье (1983 г.), состоит из трех томов (каждый из которых - в двух книгах). В книге первой первого тома изложены методики современного металлографического анализа: микроскопического, электронно-микроскопического, рентгеноструктурного, рентгеноспектроскопического, микрорентгеноспектрального, нейтроноструктурного. Даны конкретные рекомендации осуществления этих методик, оценена эффективность их применения. Приведены методы математического планирования, обработки данных и оценки точности результатов. Сообщаются сведения о строении и свойствах элементов. Для инженерно-технических работников и специалистов предприятий и научно-исследовательских организаций металлургической и машиностроительной промышленности.

Разработан спектрометр, предназначенный для регистрации спектров спонтанного комбинационного рассеяния света в газовых средах. Спектрометр имеет увеличенную чувствительность за счет использования эффективного спектрального прибора, а также устройства для сжатия анализируемой газовой среды. Представлены результаты экспериментальной апробации спектрометра.

В книге рассмотрена феноменология электрофизических процессов электронной эмиссии и эмиссии атомных частиц, а также количественные закономерности основных и сопряженных разделов твердотельной и плазменной эмиссионной электроники, необходимые для инженерного анализа и разработок источников электронных и ионных потоков в газовых средах и в вакуумных условиях. Анализируются принципиальные и схемо-технические решения плазменных источников электронных и ионных пучков с элементами электронной и ионной оптики. Книга может быть полезна для инженеров, студентов и аспирантов, специализирующихся в области концептуального и рабочего проектирования устройств и систем эмиссионной и вакуумной электроники высокой плотности мощности различного назначения.

В сборник включены работы по электронным свойствам металлов, физике полупроводников и диэлектриков, металлофизике, содержащие новые результаты теоретических и экспериментальных исследований. Рассмотрены вопросы взаимодействия электронных и ионных пучков с кристаллами, методики получения и исследования кристаллов с применением рентгеновского анализа, электронной микроскопии, методов ЭПР, ЯМР и др. Сборник рассчитан на научных работников и инженеров, занимающихся исследованиями в области физики твердого тела.

Систематизированы сведения о физических процессах формирования ионизационных спектров и применении ионизационной спектроскопии для диагностики поверхности. Описано преобразование спектра электронов в спектрометре и указан порядок определения его функции пропускания. Изложены методы исследования элементного и химического состава, гомогенности образца, толщины и сплошности тонких слоев. Приведены образцовые спектры 26 элементов и 11 соединений. Для научных работников и инженеров, занимающихся анализом поверхности твердого тела.

В монографии рассматриваются вопросы изучения различных аспектов взаимодействия электронного зонда с сегнетоэлектрическими материалами, а также возможности их использования для формирования изображений доменной структуры сегнетоэлектриков методами растровой электронной микроскопии. Приводятся результаты исследований инжекционных, радиационно-стимулированных и тепловых эффектов, возникающих в полярных диэлектриках при облучении электронами средних энергий. Описаны методы контроля процессов накопления и релаксации инжектированных зарядов в поверхностном слое сегнетоэлектриков. Представлены анализ и теоретическое обоснование новой аналитической методики электронного зондирования сегнетоэлектриков - режима электронно-стимулированных поляризационных токов. Рассматривается метод визуального наблюдения распределения по поверхности активности скачков Баркгаузена. Приведены результаты моделирования взаимодействия электронных пучков с активными материалами. Монография предназначена для специалистов, работающих в области сегнетоэлектричества, а также растровой электронной микроскопии.

Первое издание справочника по нанотехнологиям. выпущенное крупнейшим немецким издательством "Шпрингер" в 2004 году, заявило о себе как об основном источнике информации в области научных знаний о нанотехнологиях. Справочник объединяет сведения по технология, механике. материаловедению и надежности. Второе издание увеличилось с 6 до 8 частей, с 38 до 58 глав. Первая часть - введение в наноструктуры и технологии изготовления микро- и наноструктур. включая используемые при этом методы и материалы. Вторая часть справочника посвящена МЭМС/НЭМС и БиоМЭМС/БиоНЭМС приборам. Различные типы сканирующей зондовой микроскопии рассмотрены в третьей части. Четвертая часть посвящена обору нанотрибологии и наномеханики. Обзор смазок на пленках молекулярной толщины представлен в пятой части справочника. Шестая часть знакомит читателя с некоторыми применениями нанотехнологий в промышленном масштабе. седьмая сфокусирована на надежности микроприборов. И, наконец, последняя посвящена технологической конвергенции, которую несут с собой нанотехнологии, в ней также рассмотрены социальные, этические и политические последствия нанотехнолоий. Предметный указатель приведен в конце третьего тома. Книга подготовлена опытным редактором и написана командой из 150 известных международных экспертов. Она адресована инженерам-механикам и инженерам-электрикам. специалистам по материаловедению, медикам и химикам, которые работают в области нано-, или в областях, так или иначе связанных с этой новой важнейшей технологией.

Рассмотрены классические и современные методы цеховых и лабораторных испытаний гальванических покрытий. Показаны особенности применения типового и специального оборудования для анализа структуры и контроля свойств покрытий. Приведены характеристики приборов, режимы испытаний, требования к образцам, а также наиболее востребованные в практике справочные данные. Для инженерно-технических и научных работников, специализирующихся в области материаловедения, получения функциональных покрытий и защиты металлов от коррозии.

Приведены результаты экспериментальных исследований формирования и эволюции градиентных структурно-фазовых состояний и дефектной субструктуры сталей и сплавов, подвергнутых ударному нагружению, прокатке, сварке. высокотемпературной цементации, мало- и многоцикловой усталости с обработкой токовыми импульсами. электронно-лучевой обработке, закалке из расплава. Методами оптической, растровой и просвечивающей электронной микроскопии выполнен анализ зеренной и тонкой дефектной структуры и дислокационных субструктур при таких видах воздействия, получены количественные зависимости параметров градиентных структурно-фазовых состояний от расстояния до поверхности обработки. Обсуждены возможные механизмы и природа формирования таких состояний. Книга предназначена для научных и инженерно-технических работников научно-исследовательских институтов, заводских лабораторий, специализирующихся в областях физики конденсированного состояния, металловедения и термической обработки металлов и сплавов и может быть полезна преподавателям, аспирантам и студентам вузов соответствующих специальностей.

В сборнике содержатся оригинальные работы, посвященные теоретическим и экспериментальным исследованиям процессов, связанных с рассеянием ионов и прохождением ионов через твердое тело; распылением поверхности и изменением ее структуры под действием ионной бомбардировки; вторичной ионной эмиссией; эмиссией электронов, фотонов и рентгеновского излучения при ионной бомбардировке твердого тела; взаимодействием плазмы с поверхностью твердого тела, а также рассмотрены физические основы ионного внедрения и изменения свойств поверхности.

На основе установленных в последние десятилетия новых закономерностей выхода из вещества эмиссии вторичных электронов и модельных представлений, связывающих температурные, композиционные, токовые и полевые зависимости интенсивности эмиссии с химическим и фазовым составом, атомной и электронной структурой, фазовыми переходами и другими фундаментальными характеристиками, развит комплекс новых методов - аналитическая вторично-электронная эмиссиометрия. В монографии впервые сделана попытка обобщить многочисленные, но разрозненные теоретические и экспериментальные результаты, характеризующие аналитические достижения вторично-электронной эмиссиометрии. Книга предназначена для широкого круга аналитиков, работающих над решением проблем локальной, высокочувствительной, неразрушающей качественной и количественной характеризации вещества, а также для специалистов в химии, физике, материаловедении, геологии, металлургии, микро- и наноэлектронике. Книга может быть полезна также для студентов родственных специальностей и частично - для студентов колледжей радиотехнического направления.

В учебнике приведена общая классификация физических методов и характеристика прямых и обратных задач, для решения которых эти методы могут быть использованы. Изложены теоретические основы, описана техника эксперимента и приведены примеры применения методов масс-спектрометрии, определения электрических дипольных моментов, вращательной, колебательной и электронной спектроскопии, дисперсии оптического вращения, кругового дихроизма, аномального рассеяния рентгеновских лучей, эффектов Керра и Фарадея. Показано, каким образом совместное использование сразу нескольких методов позволяет получать данные о физических параметрах молекул и свойствах веществ.

В учебном пособии рассмотрены основные вопросы физики получения, транспортировки, устойчивости и применения электронных пучков. Использовано описание пучков на базе гидродинамических и кинетических моделей с самосогласованным полем. Описано равновесие электронных пучков, вычислены предельные токи, исследованы пучковые неустойчивости в вакууме, плазме, иных средах. Изложены основы электронной оптики, физика эмиссионных явлений, теоретические основы высокочастотной электроники. Включены вопросы современной электродинамики релятивистских пучков, представленные до сих пор только в специальной научной литературе. Авторы надеются, что книга окажется полезной студентам, аспирантам и научным работникам, специализирующимся и в иных областях физики, связанных с электродинамикой плазмы, физической кинетикой, теорией волн и неустойчивостей.

Первое в советской и зарубежной учебной и монографической литературе систематическое изложение теории дифракции в объеме, необходимом для исследования электронного строения монокристаллов. В пособии изложены основы кинематической теории дифракции рентгеновских лучей в применении к исследованию электронной плотности в монокристаллах, рассмотрено влияние на интенсивность дифрагированного кристаллом луча ангармонических тепловых колебаний, теплового диффузионого рассеяния, анизотропии электронной плотности атомов, изотропной и анизотропной экстинкции, поглощения рентгеновских лучей в исследуемом кристалле.

Представлены описание и результаты апробации разработанного малогабаритного спектрального прибора, предназначенного для регистрации слабоинтенсивных спектров комбинационного рассеяния света. Приведена методика калибровки прибора, основанная на сопоставлении пикселов ПЗС-матрицы длинам волн спектра неоновой лампы. Исследован диапазон линейности выходного сигнала используемой ПЗС-матрицы Hamamatsu S10141 в зависимости от величины падающего светового потока.

Обобщены экспериментальные и теоретические исследования воздействия малых доз ионизирующего излучения (рентгеновских лучей, y-квантов, электронов) на полупроводниковые монокристаллы, полупроводниковые структуры и приборы, металлы, сплавы, режущий, буровой и волочильный инструменты, а также исследования радиационно-стимулированной миграции, диффузии и выхода водорода из твердого тела. Заложена феноменологическая модель упорядочения структуры дефектных кристаллов и изменения физических и механических свойств материалов под действием ионизирующего излучения. Для научных и инженерно-технических работников, занимающихся радиационной физикой твердого тела, модификацией свойств полупроводников и металлов, проблемой материалов для термоядерных и ядреных реакторов. вопросами водородной энергетики. Полезна аспирантам, магистрам и студентам соответствующих специальностей.

Методами оже-электронной спектроскопии и просвечивающей электронной микроскопии исследованы состав и структура имплантированных Si-слоев монокристаллов никелида титана, различно ориентированных относительно направления ионно-пучкового воздействия. Выявлена роль „мягкой“ [111]В2 и „жесткой" [001]В2 ориентаций NiTi в формировании структуры ионно-модифицированного поверхностного слоя, а также дефектной структуры приповерхностных слоев монокристаллов. Обнаружены ориентационные эффекты селективного распыления и каналирования ионов, контролирующие состав и толщину формирующихся оксидного и аморфного слоев, глубину проникновения ионов и примесей, а также концентрационный профиль распределения Ni на поверхности.

В книге излагается теория поверхностной ионизации с образованием положительных и отрицательных атомных ионов и ионов химических соединений, а также экспериментальные исследования основных закономерностей явления на металлических и полупроводниковых эмиттерах; рассматриваются примеры применения явления в практике физико-химических исследований и в технической электронике.Теоретическое рассмотрение закономерностей поверхностной ионизации проведено на основе представлений классической термодинамики и статистики. Особое внимание уделено рассмотрению общих закономерностей эмиссии с неоднородных эмиттеров.