Фотоэмиссия поляризованных электронов и их взаимодействие с поверхностью твердых тел тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

'Я Я /' £

АКАДЕМИЯ НАУК СССР ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

На правах рукописи МАМАЕВ Юрий Алексеевич

УДК 539.27

ФОТОЭМИССИЯ ПОЛЯРИЗОВАННЫХ ЭЛЕКТРОНОВ И ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ПОВЕРХНОСТЬЮ ТВЕРДЫХ ТЕЛ

Специальность 01.04.07—физика твердого тела

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

ЧЕРНОГОЛОВКА 1990 г.

Работа выполнена в Ленинградском ордена Ленина политехническом институте имени М. И. Калинина.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор М. А. Васильев, доктор физико-математических наук В. Г. Флейшер, доктор физико-математических наук В. С. Цой.

Ведущая организация: Киевский государственный университет им. Т. I". Шевченко. _

а — /л снг

Защита состоится « » . 1990 г. в /Р. . . . .

часов на заседании специализированного совета Д 003.12.0' в Институте физики твердого тела АН СССР по адресу: 142432, Московская обл., Ногинский р-н, Черноголовка, ИФТТ АН СССР.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИФТТ АН СССР.

Автореферат разослан « .^Ч'» . ¿Л/"?^^ 1990 г.

Ученый секретарь специализированного совета, доктор физико-математических наук В. Д. Куликовский.

■у Ж-:'"

:( ■ ■ 1 Л . . > - " -- -

I, I'

а. г.

с

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

обусловлена необходимостью раз-¿вйтрптновйк методов в физике твердого тела, основанных на примене -нии пучков поляризованных по сгмну электронов и измерении поллри -зации эмигтированных электронов. В результате развития работ по исследованию свойств твердых тел оптическими методами, основанными на явлении ориентации носителей заряда при меязонном поглощении циркуляра поляризованного света, а такие'работ по изучению свойств по -вэрхности и приповерхностной области различными методами электрон -ной спектроскопии, к середине семидесятых годов стало ясно, что учет спинового состояния мишени, налетающей частицы и эмиттированных электронов позволяет существенным образом расширить круг получаемых сведений, а в ряде случаев обеспечивает качественно новую информацию. Так, например, при исследовании магнитных свойств поверхности метод дифракции медленных поляризованных электронов имеет такое же ключевое значение, как метод дифракции нейтронов для,анализа магнитных свойств объема твердых тел.

и?£ью_£аботы. начатой в 1975 году, являлось исследование свойств объема и поверхности твердых тел на основе анализа явлений, обус -ловленных влиянием спин-орбитального и обменного взаимодействий.

В качестве основных экспериментальных мзтодов исследования сшн-зависящих зонных структур мы использовали фотоэмиссию с разрешением по спину', а механизма, взаимодействия электронов с поверх -ностыо и свойств поверхности немагнитных и магнитных мишеней - анализ асимметрии рассеяния пучка поляризованных электронов. Для проведения такого цикла работ разработан и изготовлен эксперименталь-_ . ный комплекс, включаший в себя ультравысоковакуумную установку с криостатом, манипуляторами и системой активировки для получения эми-' ттеров с отрицательным электронным средством (ОЭС), детектор поляризации электронрв, источник поляризованных электронов (ИПЗ) фото -эмиссионного типа и системы измерения асимметрии рассеяния.

Идея развития подобных исследований вигала в воздухе. Резкий рост числа публикаций в этой области вызвала реализдци-л, в--1976 году Пирсом и Мейером ИПЗ фотоэмиссионного типа, 'который.,.™ своим характеристикам превосходил все известные ИПЗ, а по. технологическим условиям был удобен для применения в электронных спектрометрах.

В настоящем цикле работ лы изучали свойства эгитд^сиальных слоев соединений А® В^ и твердых растворов на их оснр^е, монокрисгал-

лов вольфрама и сплавов переходных металлов. Для исследования механизма взаимодействия электронов с твердым телом изучалось рассеяние поляризованных электронов на поликристаллицзскиХ пленках золота различной толщины. Выбор объектов исследования определялся их практи -ческой значимостью, возможностью расчета величины асимметрии рассеяния и сравнения наших результатов с данными других авторов.

Разработаны высокочувствительные методы исследования твердых тел, основанные на измерении величины поляризации фотоэлектронов из эмиттеров с положительным и отрицательным электронным средством и асимметрии рассеяния поляризованных электронов при одновременном контролируемом изменении параметроа мишени.

Обнаружен и изучен размерный эффект в ОЗС-эмиттерэх. Установлено, что методом фотоэмиссии с разрешением по спину можно исследовать оптическую ориентацию, возникающую при переходах в любых точках зоны Бриллюэна в образцах, которые невозможно исследовать чисто оптическими методами.

В широком диапазоне энергий и углов падения пучка поляризованных электронов на пленки поликристаллического золота различной толщины выполнено исследование упругого и неупругого рассеяния таких электронов. Измерены глубины, на которых происходят процессы, определяющие асимметрию рассеяния поляризованных электронов и выполнень расчеты величины асимметрии.

Обнаружена антиферромагнитная связь на поверхности пермаллоя I предложена модель, описывающая поведение намагниченности приповерхностной области в диапазоне температур магнитных фазовых переходов, Обнаружено отличие температур Кюри в объеме и на поверхности пермш лоя.

Все результаты по исследованию пояикристаллических и монокри ■ сталлических эпигаксиальных слоев, легированных германием, тонко -слойных эмиттеров, анализу рассеяния на поликристяллическом золоте и анализу магнетизма поверхности сплавов переходных металлов метод ми'- спектроскопии поляризованных электронов получены впервые и со ставляют -основную часть информации, имеющейся в настояцее время.

Научная и практическая значимость полученчых результатов.

Результаты исследования поляризационных спектров фотоэлектронов расширили представление о процессах фотоэмиссии и спиновой ре-

лаксацщ-i, свойствах поверхности эмиттеров. На основе этих данных достигнуты рекордные значения критерия качества и долговечности эмиттеров, применяемых в ИГЕ фотоэмиссионного типа.

Предлоненная в работе методика расчета асимметрии, возникающей при упругом рассеянии поляризованных электронов на немагнитно,*} неупорядоченной мишени позволяет провести количественную калибровку-анализаторов поляризации электронов.

Полученная методом дифракции медленных поляризованных электронов принципиально новая информация о магнитных свойствах пермаллоя оказала стимулирующее влияние на развитие теоретических работ в области магнетизма поверхности.

Анализ спиновой чувствительности поверхности монокристалла " вольфрама позволил значительно улучшить параметры-ДМЗ-детектopa и детектора поглощающего типа, а тагане разработать эмиссионный детектор, обладающий высокой эффективностью. Совершенствование источников и детекторов поляризованных электронов открывает возможности проведения качественно новых исследовании в физике твердого тела, атомной физике и физике высоких энергий.

Основные подозрения, выносимые на защиту.

1. Разработка и создание экспериментальное техники для исследования свойств твердых тел методами спектроскопии поляризованных электронов.

'2. Обнаружение размерного эффекта в ОЗС-эмиттерах. Анализ связи поляризационных спектров электронов с зонной структурой твердого тела. . .

3. Теоретическое и экспериментальное исследование механизма образования асимметрии при упругом и неупругом рассеянии поляризованных электронов немагнитным твердым телом.

4. Обнаружение антиферромагнитной связи на поверхности пермаллоя и разработка модели магнитной структуры приповерхностной области. Измерение температуры, магнитного фазового перехода на поверхности.

5. Оптимизация методов получения и регистрации поляризованных электронов. Совершенствование характеристик существующих и раэра -ботка новых методов детектирования поляризации пучков электронов.

Исследования, представленные в диссертации, выполнены в период 1975 - 1Г38 гг. на кафедре "Экспериментальная физика" ЛШ имени

И.И.Калинина в соответствии' с планом научно-исследовательских работ ЛПИ. Основные результаты получены при непосредственном участии автора или под его научным руководством.

Результаты исследования докла -дывались на X Всесоюзном совещании по физике йзаймодеиствия заря женн'ых частиц с кристаллами (Москва, 1981 г.)',- Х!^(«Ташкент, 1984' г1.)' и XX (Киев, 1S87 г.) Всесоюзных конференциях riff эМШ}йонной электро-" нике, X Всесоюзной конференции по физике полуп^сЩцййк'Ов (1!инск, 1985)' Всесоюзных семинарах иЗлект{кНЙг*Нитные взaимoдeЯcт1вйя, адронов в ре зонансной области энергий ОХаДОййЬ',- 1985, 198^' i*!*.•)',■ Й Всесоюзном семинаре по оптическим мет оД&Й'¿Йотирования магнитных рез'онансов в твердом теле (Киев, 1985 г4.'У/ У Всесоюзном' семинаре "Физичбская химия поверхности кгонойрйсталличёсНЖ полупроводников" (Владивосток,

1985 г.},- Всесоюзной конференций1 "Диагностика поверхности" (Каунас, -

1986 г.У,; У1' Всесоюзном' симпозиуме по ФЗЭ, ВЗо,- ВИЗо (Рязань, 1986г.), У Всесоюзной конферёнцйи "Тройные полупроводники и их применение" -(Кишинев', 1'987 г.), X Всесоюзной конференции по физике электронных

к атомных столкновений (Ужгород, 1988 г.), Всесоюзной конференций "Поверхность-89 " (Черноголовка, 1989 г.).

Результаты включены в курсы лекций на Всесоюзной школе по флате поверхности "Карпаты- 66" (Яремча, 1986 г.), У1 Всесоюзной школе по физике электронных и атомных столкновений (Сигнахи, 1987 г.) и;

1 Всесоюзной шк<яй£ "Взаимодействие электронов малых и средних энергий с твердым'тел®1'' ^сйтов-на-Дону, 1988 г.).

Основные рез'уйЩ'й'ы исследований,' вошедших в диссертацию, о публикован и в 29 печатных работах, сгасок которых приведен в конце автореферата;

Структура и' объем диссертации. Диссертация состоит из введения,

предварительных замечаний,, пяти глав и заключения. Она содержит 226 страниц, в том' числе 122 страницы машинописного текста, 85 рисунков,

2 таблицы и список литературы, включающий 157 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность темы исследования, сформулирована цель работы, обсуждены новизна, научная и практическая значимость полученных результатов, приведены основные положения, выно -симые на защиту,

В "Предварительных, замечаниях" дается определение зависящих от спина величин, на использовании которых основаны методыспектроско -4

гаге поляризованных электронов.. Физическим обоснованием получения новой информации при этом является атаяние спин-орбитального и обменного взаимодействий на процессы рассеяния и эмиссии электронов из твердого тела.

Если спиновая зависимость процесса рассеяния определяется спин-эрбиталькым взаимодействием, то дифференциальное сечете рассеяния гадающего пучка с поляризацией Р имеет вид:

где ^ - сечение для кеполяризованного пучка, б и V - полярный и азимутный углы. / — спиновая чувствительность (. анализи -

рущая способность) мишени, ^ = где П - нормаль к плоскости ' ' рассеяния. Если пучок полностью поляризован (?= 1), то возникает асимметрия • _

/1 =

где 2. ?-2Г -

Т++ Т~ '

(2)

интенсивности вторичных пучков при рассеянии на симметричные углы б3 и , когда/-1 и-?" параллельны (анти параллельны) ?руг другу. Если-ие Р ^ 2, то А =Р'£. 3 случае обменного озаимо-1ействия асимметрия рассеяния пучка с поляризацией Р связана с намагниченностью мишени. Как величина, так и знак асимметрии зависят зт ззаикной ориентации векторов/0 и М , т.е. несут информацию не только о величинеМ, но и о характере магнитного порядка приповерхностной области.

Если первичный пучок нзполлризозан, спиновая зависимость про-десса приводит к появлению поляризации Р'у вторичного пучка, рас зеянного на угол & , а если к тому же плоскость рассеяния является' "шоскостьп зеркальной симметрии кристалла-мишени, то/0-.? (в случае немагнитных мишеней). Понятно, что когда функция 3^)известна из Iэнных расчета или независимого эксперимента по измерению Р'можно определить поляризацию первичного пучка Р-исходя из результатов по измерения асимметрии. Бто обстоятельство используется в анализаторах спиновой поляризации,

Далее рассматривается явление оптической ориентации электронов проводимости в полупроводниках при мекзонном поглощении циркуляр -но поляризованного света. На этом 'явлении основан метод спин-поляри-зовенноя фотоэмисски, применявшейся наган для исследования свойств полупроводниковых соединений, а также работа ИПЭ фютоэмисспснного типа, который использовался в наших работах. Сформулироьаны основные требования, которым долина удовлетворять экспэриментальиая установка

позволяющая исследовать свойства твердых^ тел методами спектроскопии поляризованных электронов.

описываются основные характеристики разработанного и изготовленного нами экспериментального комплекса И-24. Он состоит из ультравысоковакуумноя установки, источника поляризованных электронов, систем регисграции поляризационных эффектов, обработки ^ контроля состояния мишени.

Металлическая двухкамерная вакуумная установка, схема которой приведена на рис.1, имеет полезный объем около £0 л. Она оснащена криостатом КР-43 (диапазон рабочих температур от 20 до 420 К),установленном на подвижной платформе, вакуумметрическими и масс-спектро-метрическими датчиками, стеклянными окнами, металлокерамическими вэ деми, магнитными экранами и системой внутреннего прогрева. Безмас -лянная четырехступенчатая система откачки, включающая в себя два ге лиевых криогенных насоса КК-26 обеспечивает в рабочих условиях ваку ум не хуке 10~®Па. При этом основными компонентами остаточного газ являются азот и водород. Рекордный уровень вакуума в пустых камерах составил 5.10"~^Ла. -

Источник поляризованных электронов фотоэмиссионного гипа'состо иг йз системы активировки эмиттеров, электронно-оптического тракта и источника циркулярно поляризованного света в диапазоне энергий квантов от 1,3 до 3,6 зв.

Очистка полупроводниковых образцов осуществлялась термическим прогревом до температуры на грани кеконгруэнтного разложения. Для получения ОоС-эмигеров использовалась двухстадийная процедура активировки цезием и кислородом с контролем величины фототока под действием света от источника "типа А". Характерные значения -интеграла ной чувствительности фотокатодов составляли 150-300 мкА/лм.

Электронно-оптическая система состоит из.двух одиночных линз, корректирующих пластин и девяностоградусного цилиндрического конде сатора с дополнительными плоскостями для увеличения светосилы (пос ле прохождения конденсатора поляризация пучка электронов превраща лась из продольной в поперечную)'. Коэффициент пропускания всего тракта от фотоэмиттера до мишени при настройке на фиксированную эн гию К р электронов достигал 50%. Наш источник позволял получать пучки с поляризацией до 4сЙ и током в несколько микроампзр. Как пр вило,при рассеянии электронов поляризационные эффекты имепт малую величину на большом фоне. Поэтому важной характеристикой ИГЕ являе 6 •

Рис.1. Схема установки М-24

1 - система формирования пучка поляризованного спета;

2 - полупроводниковый фогоэмиттер; 3 - криостат ;

4 - карусель с системами хранения и очистки полупроводниковых образцов; 5 - манипулятор-перекладчик ;

6 - электронная оптика ; 7 - манипулятор с образцом-мишенью; 8 - ДО и (КЕ-акализаторы; 9. - ВЗУ-6 ;

10 - фланцы для монтажа вспомогательных систем ;

11,12 - источники золота и бериллия; 13 - термопара;

14 - магнитные катушки, и возможность модуляции направления поляризации. В нашем случае версия направления Р (с сохранением величины Я) достигалась за зт модуляции по знаку циркулярной прляризации возбуждающего све-на частоте 31 кгц с помощью фотоупругого кварцевого модулятора. • 1нципиальное значение имеет также широкий диапазон энергий кван-. в падающего света, так как это обеспечило нам возможность изу -сь переходы в различных точках зоны Бриллюэна.

При исследовании полупроводниковых соединений методом спин-по-ляризованной фотоэмиссйи степень поляризации электронного пучка измерялась дифракционным детектором с регистрацией сигнала в счетном рекиме. Работа детектора основана на измерении интенсивностея .Г^и X зеркального (00) рефлекса ДМЗ-картины при инверсии направления поляризации пучка, падающего под углом 13° на поверхность (100) вольфрама (плоскость рассеяния совпадает с плоскостью зеркальной симметрии кристалла).

В схеме регистрации использовался режим счета отдельных электронов в двух счетных каналах, которые управлялись коммутирующими импульсами, синхронизированными с кварцевым модулятором. Основные особенности нашего ДМЭ-детектора: высокая чувствительность и точ -кость измерения поляризации; устранение приборной асимметрии,свойственной другим детекторам с двумя счетчиками; практическое отсутствие зависимости измеряемой поляризации Р от дрейфа интенсивности пзрвичного пучка-и от изменения усиления КЭУ; возможность определения Р без калибровки аппаратуры по пучку с известной поляризацией. Значение спиновой чувствительности £ определялось на основе сравнения наших данных с результатами других авторов..

Для измерения поляризации фотоэлектронов мы использовали также детектор поглощающего типа, работа которого основана на зависимости

коэффициента вторичной эмиссии от величины и направления поляризаци электронов, падающих на поверхность вольфрама. Значения Р, полученные при идентичных условиях работы одного и того же фотоэмиттера от личались не более чем на 0,3$ го абсолютной величине.

При изучении поляризационных эффектов, возникающих в гроцессе рассеяния электронов в широком диапазоне энергий первичных и втории ных электронов, углов падения и рассеяния, мы использовали также метод синхронного детектирования с регистрацией сигнала в токовом режиме, В отом случае чувствительность нашей измерительной схемы была не хуже 10"^ А по переменному и Ю-** по постоянному току.

Очистка монокристаллов вольфрама и сплавов переходных металло! осуществлялась путем рода циклов прогрева или ионной бомбардировки и отжига в атмосфере кислорода. В экспериментах в качестве мишени использовались таюке поликриоталлические пленки-, золота, напыленные в вакууме на берилл и евую подложку, которая в свою очередь получа -лась напылением на золото или вольфрам.

Известно, что при этом образуется гладкая полукристаллическая

пленка зелота. Измерение толщины пленок осуществлялось с Помощью кварцевых весов и методом электронной ОЗУЕ-спектроскопии.

В 07Е-спектрометре использовался квазисферичеокий четырехсе-точный анализатор. Чувствительность нашего спектрометра по угле -роду ке хуже 1% монослоя, а разрешение анализатора по энергии - не хуке 1 %. Зкран-коллектор кваэисйерического анализатора покрыт люминофором для наблюдения Дг{3-картикы.

Во второй главе представлены результаты исследования свойств полупроьодниковых материалов методом спин-поляризованнсй фотоэмиссии под действием циркулярно поляризованного свата.

Отличительной особенностью этой методики является.то, что она дает возможность изучать оптическую ориентацию электронов проводи- • 1 мости, возникающую гри меизонных пэреходах в любых точках зоны Ериллюэна, а не только в окрестности Г-точки, как в случае анализа поляризации излучения люминесценции. В нашем случае несущественны также ограничения, связанные о соотношением вероятностей излучатель-ной и беэнзлучагельной рекомбинации,

В стационарных условиях гри фиксированной энергии AV кванта света значение поляризации Р пучка фотоэлектронов определяется относительной скоростью процессов генерации ориентированных электронов, их спиновой релаксацией (в результате термализации и на дне зоны проводимости) и рекомбинацией, а тагосе возможной деполяризацией в области изгиба зон и в процессе эмиссии фотоэлектронов из 0SC-эмиттера. Спектральные зависимости Р (h)> ) отражают особенности зонной структуры эмиттера и влияние спин-орбитального взаимодействия

на эту структуру. В диссертации анализируются спектральные зависимости квантового выхода Y (ЬУ ) и поляризации Р (АУ ) /см.рис.2/ для моно- и поликрисгаллических гпекок арсенкда галлия и твердите растворов на его основе, выращентя методами жидкофазной или газотранспортной эпитэксии; легированных германием или цинком. Измерения выполнены при комнаткой темгвратуре и T-SC Н с использованием образцов, имеющих разную кристаллографическую ориентацию. Пика-,зано, что особенности на кривых Р {/) объясняются свойствами симметрии начальных и конечных состояний и величинами спин-орбитального расщепления в Г и L - точках зоны Ериллюэна (на рис.2. - это участки при HV = '1,6 * 2 зви 3 + о,2 эв соответственно).

В диссертации показано такле, что одновременное измерение интегральных зависимостей интенсивности и поляризации пука фото -

\ о

Рис.2. Зависимость поляризации Р фотоэлектронов и квантового выхода У от энергии ЬУ квантов возбуждающего.света для монокристал -лической пленки (100) арсенида галлия,легированной германием.

электронов от высоты .потенциального барьера на поверхности по -зволяег получать детальную информацию о зонной структуре полупрс водникового эмиттера.

Во второй части главы приведены результаты анализа процесса выхода з вакуум электронов из ОЭС-эииттера на основе теоретического у, экспериментального исследования зависимостей поляризации р пучка фотоэлектронов и квантового выхода У от толщины экиттирую -цего слоя (размерный эффект).

Изучалась предложенная нат структура на основе соединений А^З , состоящая из трех частей: подлопка из полуизолируицегоЛтЯг или , .буферного слоя толщиной порядка 20 мкМ и рабочего слоя р - типе толщиной ^ .' Буферный слой, необходимый для согласования постоянных решеток подлокки и рабочего слоя, доляен иметь п -тип проводимости, чтобы электроны, родившиеся в нем и.имеющие в стационарном режиме невысокую поляризацию не могли преодолеть о-п переход и дать вклад в Еатаетну Р. Експеримеитатьные результаты, обсуждаемые-в диссертации, получены на структурах с рабочим слоем (га/ЬСЮО). Диффузионная длина электронов Ь в наших образцах составляла 1 мкМ. '

Расчет производился при следующих предположениях: основной _ вклад в фототок вносят термализованные электроны, выходящие из Г-дслины; коэффициент отражения света от задней стенки рабочего слоя равен нулю; скорость рекомбинации .фотоэлектронов на фронтальной поверхности равна бесконечности (сюда включается весь сток электронов 'ка данной границе), процессы перепоглощения излучения люминесценции несущественны.

Из решения диффузионного уравнения получено выра'кение для квантового выхода ' •

Т- /-у^г (3)

где В - вероятность выхода фотоэлектронов в вакуум, Л - коэффициент отражения света от фронтальной поверхности,^ - коэффициент поглощения света, К/ - функция, зависящая от ¿,6 , коэффициента диффузии электронов и скорости рекомбинации .?„ на тыльной стенке рабочего слоя:

И

Анализ зависимости - А ) , где ^т^, показал, что

в случае малых кривая У0ЛХ) выходит на насыщение через небольшой максимум в области Х^-1, появление которого связано с тем, что электроны отражаются от задней стенки рабочего слоя и с большей вероятностью могут выйти в вакуум. На экспериментальных кривых \(х) в случае ЬУ больше ширины запрещенной зоны/^действительно имелся небольшой максимум при . Выражение, описывающее степень поля-

ризации Р вышедших в вакуум электронов, получено с использованием одномерной диффузионной модели для плотности спинов, направленных по и против направления возбуждающего света. Оно имеет следующий вид:

¿(-/-г^хкг.-уе--/) г /ет I и -¡гге*нкл -п -1)

(5 )

где ¡ет - средняя поляризация электронов,. термализованных на дне зоны проводимости, длина, на которой в процессе

диффузии сохраняется спиновая ориентация электронов,^ - время жизни, £5 - время спиновой релаксации. Функция Кг имеет вид:

г (6 5

где /в определяется из условия (23-7с) г' = £. •

фи (б<>пМ,- Кз.= 2 ) выражения (3) и (5 ) пере-

ходят в известные формулы для полубесконечного ОЭС-эмиттера.

Из данных, приведенных на рис.3., видно, что при ~6~*0 Р растет и достигает значения исходной степени поляризаций в момент рождения (длй арсенида галлия она равна 50%). Этот рост вызван уменьшением эффективного в тонкослойных эмиттерах. Положение асимптот определяется значениями УЬ и . При малых X. величина Р зависит от . Зто связано с тем, что в случае малой скорости рекомбинации электронов на тыльной стенке рабочего слоя, электроны отражаются от нее и, следовательно, проводят большее время в объеме твердого тела и испытывают дополнительную спиновую релаксацию. Из экспериментальных данных ясно видна зависимость/' (-6 ) в при -пороговой области Установлено также, что при охлаждении

образца до 80 К поляризация Р практически не изменяется для слоев толщиной 0,5 и 1 мкМ, что объясняется малостью отношения 12 '

Рис.3. Расчетные зависимости поляризации фотоэлектронов от толщина рабочего

слоя Сплошные линии -

^ = 0, штриховые - <к> Уб : 1 и 4 - 0,1; 2 - 1,001; 3- 10 : 1, 2 и 3 - 10 ; 4-0,1.

Таким образом, исследование размерного эффекта показало, что при толщинах рабочего слоя ^ порядка ¿, квантовый выход'не уменьшается, а поляризация растет по сравнению с традиционными полубесконечными ОЗС-эмиттерами. Показано таете, что для корректного сравнения данных по измерению степени поляризации электронов в объеме (оптическим

13

л

методом) и в- пучке фотоэлектронов необходимо все измерения выполнять на ОЗС-эмиттерах в вакууме.

В конце второй главы описывается обнаруженный наш новый эффект-чувствительность зависимостей РСЬУ) к характеру покрытия (островки или гладкая пленка) поверхности полупроводниковых соединений сложного состава. В контрольных"целях образцы исследовались также на растровом электронном микроскопе.

■ Третья глава посвящена исследовании механизма взаимодействия поляризованных электронов с немагнитными материалами, фи этой спин-зависящие эффекты вызваны влиянием спин-орбитального взаимодействия.

Б первой части главы приведены результаты экспериментального и теоретического анализа асимметрии А при упругом рассеянии поляризо -ванных электронов на поликристаллическом золоте. В эксперименте измерялись зависимости тока Т упруго отраженных электронов, приходящих на коллектор четырехсегочного квазисферичзского анализатора от угла, падения с< (0 * 32°) и энергии Ер (4 500 эв) первичнцх электронов.

Одновременно методом синхронного детектирования регистрировалась переменная составляющая л2" этого тока, возникающая при инверсии направления/^", что позволяло определить значение асимметрии А.

Расчет величины асимметрии выполнен в приближении малоуглового, многократного рассеяния. Основные предположения заключались в следус щем:

1. Акты упругого рассеяния происходят независимо друг от друга на отдельных атомах, из которых состоит поликристалл, а дифференциш ные сечения однократного рассеяния на концентрированных к изолиро -ванных атомах одинаковы. Поскольку в литературе нет необходимых экс^ периментальных данных, мы использовали теоретические значения сечей и асимметрий упругого рассеяния на атомах золота.

2. Интенсивность пучка упруго рассеянных электронов непрерывно уменьшается при двинении в веществе.

В диссертации приводится обоснование этих предположений. Далее ошсывается процедура расчета асимметрий и сечений при П-кратном рассеянии .в малоугловом приближении, использование которого оправдано тем, чтз величина дифференциального сечения рассеяния на углы меньше 20°, значительно превышает сечение рассеяния для остал] ных углов. Показано, что в этом приближении асимметрию, возникаюшу1 например, при двукратном рассеянии, можно вычислить по формуле

С л^се-,) л * „ ,

А (в)- 1 ' -л^-А.т-с^^

а ' (7)

где - угол между направлением падающего и рассеянного пучков,

и £>2 соответственно болшой и малый промежуточные углы рассеяния. Сомножитель учитывает случай промажут очного рассеяния в плоскости, непараллельной плоскости зеркального отражения пучка.

В диссертации анализируется выбор диапазона интегрирования при. расчете сечений и асимметрий. Мотивируется возможность пренебрежения изменением направления поляризации и асимметрией в случае рассеяния на малые углы.

Результаты расчета для лпоказывают,- что увеличение кратности столкновений приводит к сглаживанию особенностей, характерных для дифференциального сечения однократного рассеяния. Для трех- и более кратного рассеяния' угловые распределения становятся близкими к .изотропным. С ростом кратности рзссеяния сглаживаются особенности и на зависимостях При этом з некотором диапазоне углов-(9эабсолютные значения асимметрии остаются достаточно большими. С данными эксперимента сравнивались результаты расчета, выполненного численным методом на ЭВМ (от.рис.4). Вычислялась асимметрия й(<<) упругого рассеяния в телесный угол, соответствующий коллектору кса-зисферического анализатора. При этом учитывались поверхностные потери на границе раздела гоердое тело-вакуум и ослабление пучка по мере движения внутри образца.

Хорошее совпадете теоретических и .экспериментальных данных наблюдалось во всем исследованном диапазоне Ер и . Зто говорит о справедливости использованной модели рассеяния, согласно которой асимметрия, возникающая при взаимодействии поляризованных электронов с поликристаллическим! твердым телом, обусловлена рассеянием на агокоподобном потенциале ионных остовоь мишени. Специфика влияния твердого тела сводится при этом к следующему:

1. Из-за высокой атомной плотности упруго отраненныз электроны испытывав? многократное рассеяние на ионных остовах твердого тела.

Рис.4. Экспериментальная (точки) и

расчетная (-) зависимости

зсимметрии упругого рассеяния поляризованных электронов на поверхности поликристаллического золота от угла падения.

2. Влияьие неупругого взаимодействия приводит к быстрому затухание интенсивности пучка упруго рассеянных электронов, что определяет в итоге доминирующий (6055 ) вклад однократных столкнове -чий в общую, асимметрию. 4 . ■■

3. фи пересечении электронам границы твердое тело-вакуум происходят потери энергии, приводящие к изменению интенсивности пучка

16

упруго отраженных электронов, что сказывается на величине асимметрии.

Далее обсуждаются результаты измерения энергетических зависимостей интенсивности и асимметрии рассеяния поляризованных электронов на поверхности (100) вольфрама при энергиях Ер^ 10 эв. Здесь проявляется эффект, характерный для монокристаллов - резонансное рас -сеяние в припороговой области энергий. Этот эффект приводит к появлению резких особенностей на кривых .¿"(Ер) и А (Ер) при энергиях в, окрестности порога появления ДМЗ-рефлексов. Показано, что совместный анализ зависимостей I (Ер) и А (Ер), который возможен только при использовании пучков поляризованных электронов, позволяет вцделять и детально исследовать приповерхностное рассеяние электронов.

Следующий раздел главы посвящен исследованию процессов неупругого рассеяния. В целях выяснения закономерностей неупругого рассеяния поляризованных электронов изучалась асимметрия при отражении от те- • нок поликристаллического золота контролируемой толщины. Выбор бериллия в качестве подложки объяснялся тем, что для него асимметрия рассеяния практически отсутствует.

В диссертации описывается процедура определения асимметрии А(Е2 ) при образовании вторичных электронов, имеющих энергию Ег . Диапазоны первичных энергий и углов падения были те же,что при анализе упругого рассеяния. Установлено, что асимметрия при неупругом рассеянии примерно в три раза меньше, чем при упругом рассеянии. Исследование зависимости А {Ж2.) для пленок различной толщины позволило опре -делить глубины выхода электронов различных групп, испытавших спин-орбитальное взаимодействие. На рис.5 приведены результаты для упруго Аг и неупруго • А*1 отраженных электронов. Анализ этих данных по -казал, что глубины выхода упруго, и неупруго рассеянных электронов,' несущих информацию об асимметрии рассеяния пучка поляризованных элект-' ронов, совпадают и примерно равны половине длины свободного пробега относительно неупругих столкновений.

Бти результаты объясняются на основе двухстадийного механизма рассеяния, в соответствии с которым асимметрия. А (Е г. ) возникает за счет электронов, предварительно испытавших упругое рассеяние на ионных остовах мишени, Выполнен расчет зависимости А (Ег.) с учетом неупругого рассеяния электронов в приповерхностном слое, который хорошо описыьаег результаты эксперимента при не очень больших потерях энергии. Показано, что адсорбция на поверхности золота даке субмоне-слойных количеств азоте приводит к резкому изменению асимметрии.

' 17

а г

15 10 0,5

/

н / /

' I /

•4

/• а;.'--

- —

1»£_1_I_■_I_I_■ ■' '_I_I_1_

* <? 12 ' .16 ¿0

¿.А

Рис.5. Зависимости асимметрии при упругом /¡Г и неупругом/^рассеянии поляризованных электронов от толщины пленки золота на бериллии.

Это подтверждает высокую чувствительность А (Е^) к влиянию процессов неупругого взаимодействия б припов.ерхностной области.

3 конце главы обсувдаются результаты анализа спиновой чувствительности поверхности вольфрама в яг/роком диапазоне Ег. Показано, что неупругоотраяенные электрони дают значительный вклад в спиновую чувствительность вольфрама. Это обстоятельство использовалось нами для улучшения параметров детектора поляризованных электронов. '

Четвертая глава посвящена исследование магнитных свойств по -верхности сплавов переходных металлов Cofifij и Fe /V/3 .

Магнитные свойства поверхности твердых тел отличаются от свойств объема, ото может быть вызвано нарушением трансляционной симметрии на границе объема, различной силой овязи между магнитными моментами на поверхности и в объеме вещества, а также несоответствием состава поверхности объемной стехиометрии.

Влияние этих факторов (для атомно-чистых поверхностей) призодит к различному характеру зависимости магнитных свойств поверхности и объема от температуры, появлению чисто поверхностных фазовых переходов; изменению типа магнитной связи в объеме и на поверхности, а также к появлению магнитного лорддка на поверхности парамагнитного объема. Одним из интереснейших экспериментальных результатов было обнаружение магнитного упорядочения на поверхности (100) монокристалла ванадия (Рауэ и др, 1986 г.) методом неупругого скользящего рассея -ния дейтонов с захватом электронов у поверхности.

Методы спектроскопии поляризованных электронов (в особенности - дифракции медленных поляризованных электронов) позволяют получать уникальную информацию при изучении магнетизма двумерных систем. Следует особо отметить исключительно высокую чувствительность этих методов. Глубина зондирования определяется, как правило, длиной свободного пробега электронов. Если, например, сечение зондирующего пучка 1 мм*\ то исследуемый объем материала порядка 10~9 см3.

Для указанных сплавов в диапазоне энергий первичных поляризованных электронов от 20 до 300 эв и темпэратур образцов Т от 300 К до 1100 К при угле падения с< * 13° мы измеряли асимметрию их зер -кального упругого рассеяния от поверхностей (111). Векторы поляри -зации Р и внешнего магнитного поляИ были параллельны (ангипарал-

лельны) нормали П к плоскости рассеяния.

В диссертации показано, что регистрация интенсивности (00)_^-рефлекса ДЮ-картины при инверсии направлений как Р , так и Н позволяет по отдельности определить значения асимметрий, вызванных влиянием обменного Л $£ и спин-орбитального ASu взаимодействий. Для проверки природы измерявшейся асимметрии изучалась ее зависимость от величины и направления намагничивающего поля Н (см.рис.6). Наличие петли гистерезиса и ее насыщение доказывает,во-первых, что измерявшаяся наш Ase обусловлена именно обменным взаимодействуем поляризованного пучка с слекгронаки магнитной мишени,а,во-вторых,

If

Рис.6, Петля гистерезиса для

поверхности (111) FeA/l$ . I(fi)- сила "ока в магнитных катушках

отсутствие, аппаратурной асимметрии из-за паразитного влияния магнитного поля в районе образца. Из рис.6, видно также, что коэрци -тивная сила на поверхности пермаллоя 0,75 э (для объема она равна 0,54 э). • . •

Структура, наблюдавшаяся на зависимостях X (Ер) , ASe{ Ер) и ,

С Ер) является довольно типичной для монокристаллов и объясняется условиями дифракции электронов на поверхности (111). В диссертации показано, что в,исследованных случаях (в пределах погрешности эксперимента) нет влияния интерференции между спин-орбитальным и обменным взаимодействиями. Наличие такой интерференции привело бы к появлению асимметрии /1ц55/? su' As £ при рассеянии неполяризованногс 20 ;

Рис.7. Температурная зависимость асимметрии

Ase рассеяния поляризованных электронов на поверхности (111) CoA/¿3. Энергия первичного пучка Ер=75 эв. Н = 5 э.

пучка на магнитной мишени.

Главной задачей этой части работы было изучение магнитных свойств образцов на основе измерения зависимостей/?seí7"J( см. рис.7 и 8 ).3ти измерения выполнены при энергиях Ер, соответствующих максимальным по модулю значениям Ase • Из рис.7, видно, что для кристалла CoNi-¡ /1st-исчезает при температуре äs 890 К, что указывает на равенство температур Кюри в объеме и на поверхности этого сплава. В случае же пермаллоя Fe. Ni3 (см.рис.В) асимметрия становится равной нулю и уже не

изменяется при Т^ 1050 К, превышающей объемную температуру КЮРИ 1 Тко = 860 К. Таким образом, температура магнитного фазового перехода на поверхности пэрмаллоя равна (1050 £ 20) К. В диссертации де-

21

Рис.8. Температурная зависимость Ase для поверхности (111)

лается выеод, что различие температур Юорь помимо влияния обрыва - периодичности может быть объяснено поверхностной сегрегацией ке-леза.

Далее в диссертации обсуждается особенность поведения функции пермаллоя в области температур, близких к TKÚ с учетом того, что в этой области температур /}se пропорциональное намагниченности М мишени. На основе имеющихся представления о магнетизме , сглавов железа и никеля данные эксперимента ооъясняются наличием антиферромагнктноя связи ка поверхности Fe. .

Предложена модель, описывающая поведение намагниченности приповерхностной области в диапазоне температур магнитных фазовых переходов и объясняющая наблюдающуюся зависимость Ase Согласно зтой модели в области температур Тк0< Т<ТКП по мере охлаждения образца начинается рост намагниченности М^ первого атрмного слоя,

направление которой совпадает с внешним пслем Н , Одновременно и переходной области возникает противоположно направленная нанагки -ценность Мх зэ счет анткферрокагнитноя связи. Дальнейшее охлазде -ние сопровождается сильным ростом Мх . При достижении температуры, соответствующей равенству абсолютных величин намагниченности внешнего слоя и переходной области, происходит переворот их магнитных моментов, ото сопровождается сменой знака Ase . 3 области температур Т < Тк0 , по мере охлаждения намагниченность объема сильно растет, что опять приводит к смене знака Лье.

Далее в диссертации обсуждаются экспериментальные результаты других авторов, поддерживающие физическую обоснованность высказанного наш предположения об антиферрсмагнитноя связи на поверхности (111) , В заключение главы рассматриваются пэрс:;зкг;;вы и воз-

можности применения методов спектроскопии поляризованных эле:стро -нов при исследовании магнетизма тонких пленок и поверхностного магнетизма.

В_пятсй_главе изложены результаты работ по оптимизации методов получения и регистрации поляризованных электронов.

Бурное развитие исследований с применением поляризованных электронов в последнее десятилетие определялось крупными достижениями в создании источников поляризованных электронов. И, по-прежнему, как правильно отмечено в книге Кесслера ¡"Прогресс исследований в физике поляризованных электронов решающим-образом зависит от совершенствования .методов получениям (в еще большей степени) методов анализа поляризации электронов". Поэтому и в настоящей работе мы старались использовать полученные результаты в целях оптимизации параметров источников и детекторов поляризованных электронов.

В начале первой части главы приводятся сравнительные характе-' ристики ИПЭ различных-типов, основанных на использовании спин-селективных физических эффектов. Его: рассеяние электронов на атомах ртути, фотоионизация поляризованных атомов, эффект Фано, оптическая накачка разряда в гелии, автоэлентронная эмиссия из вольфрамового острия, покрытого пленкой ЕиЦ> и фотоэмиссия из полупроводниковых соединений под действием циркулярно поляризованного света. Делается вывод о том, что для исследований в физике твердого тела наиболее удобным является ИГБ фотоэмиссионного типа,

В качестве основного параметра при сравнении различных ИГО

используется критерий качества РгТ , введенный Кзсслером. Макси -мальное значение этого критерия обеспзчиваег минимальную статисти -ческую погрг 'ность при изучении стн-зависящих эффектов. В случае КПЗ фотоэыиссионного типа больше подходит критерий Р*- У , который в общем-то аналогичен критерию Кеселера, но дает объективную оценку качеству фотокатода.

На основе результатов по изучению спин-поляризованной эмиссии из толстых образцов в диссерта^и показано, что при использовании в ИПЭ наиболее широко распространенного гелий-неонового лазера наилучшие параметры пучка электронов дает применение в качестве фото -катодов пленок твердых растворов Р (Р~ 40%; 10~^зл/

квант). Рекордная временная стабильность (2х~240 часов) получена для поликристаллического фотоэмиттера при комнатной температуре. Если же в сочетании с этим лазером использовать кристаллические пленки арсенида галлия, то для повышения поляризации пучка надо переходить к ПЭС-эмит!ерам. На.практике целесообразно применять эпи-таксиальные слои Ая^(ЮО), легированные цинком, поскольку при этой не надо охлаждать фотокатод. Анализ размерного эффекта в 03С-эмиттерах показал, что использование тонкослойных фотокатодов в ИПЭ может существенно улучшить характеристики источников. Как следует из формул (3) и (5), в области малых Х-= должен наблюдаться максимум функции что позволяет обеспечить более высокий критерия качества, чем в случае традиционных толстых катодов, Для-оптимального эмиттера ИПЗ в общем слуае необходимо выполнение следующих условий: < i ; малое значение скорости рекомбинации

электронов на тыльной стенке рабочего слоя; большая величина Й"Ь выбор толщины слоя t , соответствующей максимуму Р*~ V.

Для слоев Ибо) с тЬ^й нами получены значения Р%У ~ 6.1СГ3 эл/квант при Т= 80 К и » 4. 10"® эл/квант при комнатной температуре (АУ=*1,65 эв). сти -значения критерия качества не усту паот лучшим мировым достижениям, а в случае комнатной температуры являются рекордными. Последнее обстоятельство особо важно для прак тики, поскольку ясно, что гораздо проще, использовать ИПЭ, в которо нет необходимости иметь систему охлаждения катода. Кроме того, как показано в диссертации, фотокатоды, -работающие при комнатной темпе ратуре, деградируют гораздо медленнее, чем охлажденные.

Во второй части главы рассматривается результаты исслёдованиг

4.2 Г"

0,8 -

0,6 -

а ч -

■ 0.2 Г , . ■_,_,_

о яо но во го ±00 и31>в

Рис.9. Зависимость эффективности £ эмиссионного детектора от напряжения задержки при Е = 107 эв. Угол падения сА первичного

г

пучка на поверхность (100) вольфрама равен 3,5°.

. направленных на получение наибольшего значения эффективности анализаторов спиновой поляризации электронов

■ (»

где £ - спиновая чувствительность мишени, Хо - ток пучка первичных, Т - регистрируемых электронов.

Б диссерт ции проведен сравнительный анализ характеристик существующих типов анализаторов: детектора Мотта, атомного анализатора, ДМЗ-детекгора и поглощательного детектора. Экспериментально установлено, что если в ДМЗ-детекторе учитывается вклад не только упруго,но и неупруто рассеянных электронов, то ого эффективность резко повышается. Найдены условия, обеспечивающие значения£ = 3,7 . 10"^, что значительно выше, чем у любых других существующих анализаторов поляризации электронов.

В результате комплексного исследования спиновой чувствительности вольфрама предложен эмиссионный детектор, работа которого основана на измерении асимметрии рассеяния электронов, отраженных в обратную полусферу. На рис.9, приведены результаты определения^для энергий Ер

и углов с< при которых наблюдались наилучшие значения р . Полученные значения эффективности эмиссионного детектора 1,2 . 10 выше, чем у любого из описанных в литературе анализаторов поляризации электронов. Такой детектор может успешно конкурировать с другими, особенно если для регистрации слабых токов коллектор анализатора заменить системой микроканальных пластин.

В заключении сформулированы основные результаты работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработан и изготовлен экспериментальный комплекс М-24 для исследования свойств твердых тел методами спектроскопии поляризованных электронов. Комплекс включает в себя:

а) ультравысоковакуумн^ю установку с криогенной откачкой (остаточное давление не хуже 10 Па), .оснащенную криостатом, ианипулято -рами и вспомогательным оборудованием;

б) системы активировки эмиттеров, электронно-оптический тракт и источник циркулярно поляризованного света 1,3 + 3,6 эв). Вместе все эти системы составляют источник поляризованных электронов (ИПо) фотоэмиссионного типа, позволяющий получать пучки с поляризацией до 43/Ь и рабочим током более 1 шку

в) модифицированный ДМБ-детектор, обеспзчивающий высокую чув -ствителыость (Iб 10~18 А) и точность (дР ^ 5>/о3.) измерений, си-

стемы синхронного детектирования с регистрацией поляризационного сигнала для различных, групп вторичных глектроьоЕ;

г) системы очистки и обработки мишеней з сочетании с коктро-- л ем состояния ее поверхности методами ДМЭ и электронной ОЗтЕ-спект-роскопии.

2. Показано, что анализ спектральных зависимостей поляризации фотоэлектронов позволяет изучать особенности зонной структуры твердых тел и влияние спин-орбитального взаимодействия на эту структу -ру. Методами спин-поляризованной фотоэмиоски исследованы эпитакси-альнне слои соединений Установлено, что данная методика при-кенина и в тех случаях, когда невозможно использовать чиото оптические метода.

3. Исследовано влияние потенциального барьера на границе полупроводник-вакуум на величину поляризации фотоэлектронов. Доказано, что одновременное измерение интегральных зависимостей поляризации

и интенсивности фотоэлектронов от величины рабЬты выхода позволяет установить связь между поляризацией и кинетической энергией электронов внутри твердого тела. £'го обеспечивает получение детальной информации о зонной структуре и дает возможность изучать процессы спиновой релаксации в области изгиба зон.

4. Обнаружен размерный эффект (зависимость поляризации и квантового выхода от толщины рабочего слоя) в эмиттерах с отрицательным электронным сродством. Выполнено теоретическое и эксперимен -талькое исследование этого эффекта для эпитаксиальных слоев. -

5. Установлено, что методом спин-поляризованной фотоэмиссии можно исследовать характер покрытия поверхности полупроводниковых соединений неоднородного состава.

6. Разработана методчка расчета асимметрии упругого рассеяния поляризованных электронов на поликристаллической мишени. Расчет выполнен на основе модели, включающей в себя возникновение асимметрии при рассеянии на отдельных атомах и изменение ее в результате многократных столкновений. Наблюдается хорошее согласие результатов расчета с данными ггсспзримента для поликристаллического золота в диапазоне энергий первичных электронов от 100 до 500 эв и углов ■ падения 0 * 32°. '

7. Установлено, что глубины выхода упруго и неупруго отра -денных электронов, несущих информацию об асимметрии рассеяния пучка поляризованных электронов, совпадают и примерно равны половине

27

длины свободного пробега относительно неупругих столкновений. На основе двухстадийнои модели выполнен расчет асимметрии неупругого рассеяния на пол; :ристаллическом золоте.

8. Показано, что в припороговой области энергий наблюдается асимметрия, вызванная резонансным рассеянием поляризованных электронов на

поверхности монокристалла вольфрама.

9. Измерены теигвратуры магнитного фазового перехода на поверхности сплавов шреходных металлов. Установлено, что для сплава темпзратура Кюри поверхности на 190 градусов выше, чем для объема.

10. Обнаружено наличие антиферромагнитной связи между внешним слоем и объемом пермаллоя. Предложена модель, описывающая поведение намагниченности приповерхностной области в диапазоне температур магнитных фазовых переходов.

11. Показано, что использование в ИПЭ фотоэмиссионного типа тонкослойных эмиттеров обеспечивает рекордное значение критерия качества РгУ^ 4.10~^эл/квант при комнатной температуре образца. Наилучшая временная стабильность параметров ИПЭ обесдачивается в случае применения поликристаллических эмиттеров.

12. Установлено, что неупруго рассеянные элеккроны вносят существенный вклад в спиновую чувствительность монокристалла вольфрама, а учет таких электронов обеспзчивает рекордную эффективность

£ = 3,7 . Ю-4 ДМЭ-детектсра.

13. Предложен эмиссионный анплизатор поляризации электронов,работа "которого основана на измерении асимметрии рассеяния электронов, отраженных в обратную полусферу. Показано, что регистрация не всех вторичных, а только упруго и части неупруго рассеянных электронов позволяет получить высокую = 1,2 . 10~4 для поверхности (100) вольфрама) эффективность такого детектора.

Проведенные исследования поолукили развитию нового научного направления в ф.пзике твердого тела-спектроскопии поляризованных элок -тронов. Дальнейшее развитие этого направления, .в особенности работ с использованием разрешения г;о энергии, углу и спину на электронных спектрометрах и растровых электронны?: микроскопах позволит изучать процессы адсорбции и десорбции, перестройки поверхности, анализировать зонную структуру, процессы спиновой релаксации в объеме и приповерхностной области твердых тел.

Особый интерес вызывает экспериментальное и теоретическое ис-

следование поверхностного-магнетизма-и'магнетизма тонких пленок. В'сочетании с совершене-№б-ва'нйеМ' методов изготоатения тонких, пленок это является-обНОвбй'бйС^ро развивающейся технологии магнитной ин-£брмации'и! создания; Качественно новых магнитных материалов для ми-фо'бЛёитроники'.-

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Мамаев Ю. А. Источники поляризованных электронов//-Труды Всесоюзного совещания цо физике' взаимодействия заряженных частиц

с кристаллами - М. .-МГУ, 1981. ~ с. 593-596.

2. Гаевский В.В., Макаров B.C., Мамаев Ю.А., Яшин Ю.П. Сверхвысоко вакуумная технологическая установка / ПТЗ. - 1984. - № 2,с.245

3. Мамаев Ю.А., Макаров Б.С., Мишин А.Н., Петров В. Н., Яковлев В.Н., Яшин Ю.П. Влияние спиновой поляризации электронов на Процесс вторичной электронной эмиссии // ЭТТ. - 1984. - т.26. -

- с.2181-2182.

4. Мамаев Ю. А., Макаров B.C., Мишин А.Н., Петров В.Н., Яков-тев В.Н., Яшин Ю.П. Вторичная электронная эмиссия с поверхности W [100) под дейстшем поляризованных электронов // XIX' Всесоюзная конференция по эмиссионной электронике. Тезисы докладов. Ташкент- -1984. - ч.5. - с. 150.

5. Мамаев Ю.А., Макаров Б.С., Мишин А.Н., Петров В.Н..,Яковлев З.Н., Яшин Ю.П. Фстоэмисскя электронов из с положительным и этрицательным средством // XIX BKS3. Тезисы докладто» - Ташкент, -1984. - ч.4. - с. 93. ■•■

6. Мамаев Ю. А., Макаров Б. С., Мишин А>,В,, Петров В.Н.,Яковлев З.Н., Яшин Ю.П. Злияние состояния поверхности' на чувствительность спин-детектора // XIX ВКЕЗ. Тезисы докладов.- - Ташкент. - 1984. -¡i.t -с. 102.

7. Мамаев Ю.А<,- Макаров B.C., Мишин А.Н., Петров В.Н., Яковлев В.Н.-,' Яшин Ю.П.- Исследование методов получения поляризованных электронов и их взаимодействия с поверхностью W( 100) //Труды ЛГМ. Сиэи-fcä процессов у границ раздела. № 412. ~.Л.:ЛПК. - 19€5. - с.104-107.

8. Мамаев Ю.А., Макаров Б.С., Мишин А.Н., Петров В.Н. .Яковлев В/Hi,- Яшин Ю.П. Исследование влияния спин-орбиталыгогс взаимодейст-fflg И8 §6нную структуру полупроводников методом анализа поляризации 1;6'1ёёНёШрЫ{ав.//Х Всесоюзная конференция по физике полупроводников. f§SH6ä -Минск.-1985. - ч.З. - с.90.

9. Мамаев ¡O.A., Макаров B.C., Мишин А.Н., Петров В.Н. .Яковлев В.Н., Яшин Ю. П. Исследование в;слада упруго рассеянных электронов в спиновую чувс1 игельность поверхности W( 100) //Всесоюзная школа по физике поверхности "Карпэты-86". Тезисы докладов. - Черноголовка. - 1986. - с. 18.' - '

10. Мамаев Ю. А., Макаров Б. С., Мишин А.Н., Петров В.Н., Яковлев D.H., Яшин ¡О.П. Эмиссия поляризованных электронов и их взаимодействие с поверхностью твердых теп // Изв. АН СССР. Сер. физич. .

- It'öö. - т.Ьи. - с.301-303.

11. Петров В.Н., Мамаев Ю. А. , Яковлев В.Н. Изменение спиновой чувствительности поверхности золота при адсорбции азота //Всесоюзная конференция "Диагностика поверхности". - Каунас. - 1986. - Тезисы ■ докладов. Черноголовка. - 1986. - с.23.

12. Мамаев Ю.А., Макаров B.C., Мишин А.Н., Петров В.Н.,Яковлев В.Н., Яшин Ю.П. Детектор поляризации электронов с использованием спиновой зависимости упругого и неупругого рассеяния //Всесоюзная конференция "Диагностика поверхности" Каунас 1986. Тезисы докладов.

- Черноголовка. - 1986. - с.190.

13. Яковлев В.Н., Мамаев Ю.А., Макаров B.C., Мишин А.Н., Петров ß.H., Яшин Ю. П. Влияние, спиновой поляризации на вторичную электронную эмиссию с поверхности поликрисгаллического золота.// У1 Всесоюзный симпозиум по 5>Зо, ВЗЗЭ, ВИсЭ. Тезисы докладов. -Рязань. - 1986. - с.19.

14. Клютш А.И., Мамаев Ю.А., Макаров З.С., Мишин А.Н.^ Петров В.Н., Стучинский Г.Б., Яковлев В.Н., Янюшкин Е.И., Яшин ¡С. П. 2-ото -эмиссия спин-поляризованных электронов кз поликрисгаллического G-aiibP // У1 Всесоюзный симпозиум по $33, BS3, ВИЗЗ. Тезисы докладов

- Рязань. - 1986. - с.73-74.

15. Мамаев ¡0.А., Макаров Б.С., Мишин А.Н., Петров В.Н., . Яковлев В.Н., Яшин Ю.П. Особенности эксплуатации полупроводниковых фотсэииггеров в источниках поляризованных электронов // Вопросы атомной науки и техники. Серия: общая и ядерная физика.-1966. -вып.2 (55). - с.98-100. ' .

16. Яшин С. П., Климин А.И., Мамаев Ю. А., Петров В.Н., Стучинский Г.Б., Янюшкин Е.И. Спин-поляризовадная фотоэмиссия m&aftsP // £ТТ. - 1987. - г.29..- с. 1441 -1445.

17. Мака ев Ю.А., Янин Ю.П. Использование тройннх полупроводников ь источниках поляризованных электронов // У Всесоюзная конфере;

ция "Тройные полупроводники и их применение". Тезисы докладов. -Кишинев. - 1987. - ч.1. - с. 91.

18. Яшин !С. П., Мамаев Ю.А., Климин А.И., Маяор В.И., Роднякский А.Е. <?отоэмиссия поляризованных электронов из тонких слоев // XX ВКЗо. Тезисы докладов. - Киев. - 1987. - т.2. - с. 19.

19. Петров В.Н., Мамаев Ю. А., Старовойтов С. А., Асимметрия неупругого рассеяния электронов на пленках золота //XX ВКЗЗ.Тезисы докладов. - Киев. - 1987. - г.2. - с.61.

20. Мамаев Ю. А., Петров В.Н., Старовойтов С. А. Антиферромагнитная связь на поверхности // Письма в 2ТФ. - 1987. -т. 13. -с.1530-1532.

21. Мамаев Ю.А. Исследование физических явлений, обусловленных спин-орбитальным и обменным взаимодействиями с помощью поляризованных электронов // Физика электронных и атомных столкновений. - Л.: 5ТИ. - 1987. - с. 110- 112.

22. Яшин Ю.П., Мамаев Ю.А. Тонкослойные фотоэмиттеры поляризованных электронов // Вопросы атомной науки и техники. Серия: общая и адерная физика. - 1988. - вып.1 (41). - с. 93-94.

23. Петров В.К., Мамаев Ю.А. Старовоятов С.А. Определение спиновой поляризации по рассеянию медленных электронов на пленках золота // Вопросы атомной науки и техники. Серия: общая и ядерная физика. - 1988. - вып. 1(41). - с.94-95.

24. Мамаев Ю.А. Влияние поляризации на взаимодействие электронов с твердым телом. // 1 Всесоюзная школа "Взаимодействие электро -нов малых и средних энергий с твердым телом". Тезисы докладов. -Ростов-на-Дону. - 1988. - с.38-39.

25. Мамаев Ю.А., Петров В.Н., Старовойтов С. А. Асимметрия спин-орбитального и обменного рассеяния на поверхности пэрмаллоя //Все -союзная конференция "Поверхность-89". Тезисы докладов. - Черноголовка. - 1989. - с.28. •

26. Петров В.Н., Мамаев Ю.А., Старовойтов С.А., Дубов В.В. Резонансное рассеяние поляризованных электронов на поверхности вольфрама // Всесоюзная конференция "Поверхность-89".Тезисы докладов. -Черноголовка. - 1989. - с.29.

27. Мамаез Ю.А., Петров В.Н., Яшин К. П. Влияние структуры поверхности на асимметрию рассеяния поляризованных электронов //Труды ЛПИ, ® 429, Физические аспекты методов контроля и упраатения свойст-

'вами поверхности твердого тела. - Л. :ЛПИ. - 1989,- с.21-24.

28. Петров В.Н., Мамаев ¡O.A., Старовойгов С. А. Асимметрия рассеяния поляризованных электронов на поликристаллическом золоте // ,7БТ<2 - 1989. - т.95. - с.966-984.

29. Яшин ¡0. П.,. Андронов А.Н., Кпимин А.П., Майор В; П., Мамаев Ю.А., Роднянский А.Е. Влияние толщины фотоэмиттера на характеристики пучка поляризованных электронов // ЖТФ - 1989, - т.59. -с.59-65.

Подписано к печати 0в.0Э.80. м-зоо4Э. Тирда;100 экз.

• з«к."з 193. .Бесплатно

Отпечатано на ротапринте ЛГМ им. М.И.Калинина . 195251, Ленинград, Политехническая ул.29.