Многомерная параметрическая мессбауэровская спектрометрия тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК С Л Институт Аналитического Пркборостроетя

На правах рукописи

ИРКАЕЗЗ Собир Муллоевич

УДК 539.172.3:539.2

МНОГОМЕРНАЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ МЕССБАУЭРОВСКАЯ СПЕКТРОМЕТРИЯ

Специальность 01.ОД.01 - техника физического эксперимента, физика приборов, автоматизация физических исследований

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

САК<Т-ПЕТЕРБУРГ 1994

Работа выполнена в Институте аналитического приборостроения Российской Академии Наук

Официальные оппоненты: член-корреспондент АЕН РФ,

доктор физико-математических наук Галль Л.Н. •

доктор физико-математических наук Петрикин Ю.В.

доктор.физико-математических наук Серегин П.П.

Ведущая' организация: Российский научный центр "Курчатовский институт", г. Москва

Защита состоится " ^ " ртг. 1994г. в 'I 0 часов

на заседании специализированного Совета Д 003.53.02 при МП РАН (198103, Санкт-Петербург, Рижский пр., д. 26)

С диссертацией можно ознакомиться в технической библиотеке 1Ш1 РАН

Автореферат разослан ^ " ^ к Ь'-ЧЧ 1994г.

Ученый секретарь специализированного /7/

Совета, кандидат физико-математических

наук А.П. Щербаков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность талы. Открытие Р. Мессбауэром явления резонансного излучения и поглощения гамма-квантов привело к созданию нового физического метода изучения конденсированного состояния вещества - мессОауэровскбй спектрометрии.

Ыессбауэровским исследованиям в странах СНГ посвящены работы более чем 300 коллективов в академических учреждениях, в институтах отраслевых министерств и в высших учебных заведениях, где аппаратурное обеспечение насчитывает более тысячи спектрометров отечественных и зарубежных фирм. Многие лаборатории оснащены экспериментальными установками собственной разработки. Разнообразие спектрометров и технических решений при их построении, отсутствие единого метрологического обеспечения приводит в ряде случаев к неоправданно большим временным и материальным затратам при проведении экспериментов и к неоднозначности полученных результатов. Поэтому важное значение приобретают исследования, связанные с созданием аппаратуры, совершенствованием методологии и поиском новых возможностей и областей применения метода.

Наиболее актуальными проблемами в спектрометрических методах являются: увеличение чувствительности, разрешающей способности, повышение точности восстановления формы спектральной линии и информативности метода.

Традиционно в мессбауэровской спектрометрии .эти проблемы решались независимо: чувствительность повышалась за счет увеличения соотношения1 сигнал/вум в тракте регистрации резонансного излучения; разрешавдая способность увеличивалась улучшением системы доплеровской модуляции; точность восстановления спектральной линии - совершенствованием вычислительной процедуры обработки экспериментальных результатов.

Однако в мессбауэровской спектрометрии открываются уникальные перспективы при решении этих проблем, и это один из немногих спектрометрических методов, в котором может быть достигнута теоретически ожидаемая для классической схемы регистрации чувствительность и разрешающая способность, а также появляется возможность превзойти этот предел.

Что касается информативности мессб.уэровской спектрометрии, то она может быть повышена путем регистрации спектров на излучениях, источником которых является электронная оболочка атома.

Актуальными в этом направлении являются исследования особенностей взаимодействия мессбауэровского излучения с поверхностью твердого* тела в области скользящих углов. Такие работы имеют важное значение как для выяснения физики протекающих при этом процессов, так и для изучения ультратонких слоев поверхности.

Цели диссертационной работы.

-Исследование и разработка физических основ нетрадиционных способов меосбьуэровской спектрометрии, использующих резонансное преобразование ликии излучения.

-Экспериментальные исследования особенностей взаимодействия резонансного гамма-излучения с твердым телом при скользящих углах падения излучения и анализ возмоннооти использования этих экспериментов для изучения процессов, протекавши, на поверхности.

-Разработка принципов построения и создание комплекса автоматизированных приборов для научных и прикладных исследований.

Научная новизна.

Предложено новое направление развития метода ядерного гамма-рззонанса - многомерная параметрическая мессбауэровская спектрометра. В рамках этого направления синтезированы гамма-оптические схемы, позволяющие увеличить чувствительность, разрешающую способность, информативность метода и расширить области применения мессбауэровской спектрометрии.

Многомерная параметрическая мессбауэровская спектрометрия вводит новое качество в процесс измерения, предоставляя возможность проводить динамические эксперименты, получать систему месс-бауэровских спектров от исследуемого образца и, таким образом, устанавливать более полную картину изучаемого процесса.

Проведен комплекс исследований мессбауэровских спектров зеркального отражения и выхода вторичных излучений при скользящих углах падения, который позволил залошть основы нового метода изучения ультратонких слоев поверхности твердого тела - мессбауэровской спектрометр™ при скользящих углах падения.

Обнаружены новые эффекты: асимметрия базовой линии в резонансных спектрах, измеренных регистрацией вторичных электронов, и изменение ее знака в области критических углов полного внешнего отражения гамма-излучения. Предложены механизмы, объясняющие наб-

людвеше эффекты. Проведен анализ физических особенностей формирования спектров при скользящих углах падения. Экспериментально установлена высокая селективность метода по глубине, и впервые на количественном уровне проведен послойный анализ начальной стадии окисления в тонкой пленке металлического железа.

Практическая ценность работа.

Предлокены новые способы и устройства: получения малых и больших скоростей, управления доплеровским модулятором, накопления спектрометрической информации, градуировки скоростной шкалы, реализации динамических резонансных фильтров и резонансных детекторов, чувствительных к состоянию поляризации излучения.

На основе предложенных способов и устройств создан комплекс приборов, состоящий из спектрометров трех типов: универсальных, проблемно-ориентированных и технологических.

Исследования, проведенные при реализации нового метода месс-баузровской спектрометрии при скользящих углах падения, демонстрируют его эффективность для изучения ранних стадий окисления, фазовых превращений в поверхностном слое, последовательности рас-полонения фаз по глубине. Полученные экспериментальные результаты показывают возможность широкого использования метода при разработке ультратонких многослойных систем, применяемых в рентгеновской оптике, микроэлектронике и при сверхмонохроматизации синхро-тронного излучения.

Впервые обнаруженные эффекты изменения величины асимметрии базовой линии й ее знака могут служить физической основой работы прибора, определящего критические углы зеркального отражения и относительный вклад фотоэлектронов в общий выход электронов.

Реализация результатов работы.

Спектрометр Мвссбауэра базовый выпущен производством СКВ АП НТО АН СССР (3 прибора). Спектрометр Мвссбауэра СМ 2201 освоен ЭЗНП НТО АН СССР (25 приборов). Конструкторская документация на "Спектрометр Мвссбауэра СМ 3201" передана на завод.

Разработана документация и изготовлены другие приборы комплекса: проблемно-ориентированные (CM 2201DR и CM 1101TER) и технологические (CM 2201Turbo и СМ 11010) спектрометры.

Данный цикл исследований выполнялся в соответствии с планами особо вашшх работ АН СССР в рамках тем Ш 0U7, ШВ7, 0114, 0139 (НИР) и Л» 1498, 1580 (ОКР).

Апробация результатов работ

Результаты проведенных исследований обсуждались на Международных конференциях по применениям аффекта Мессбауэра 1САМЕ-83 (Алма-ата, 1983г.), 1САНЕ-89 (Будапешт, 1989), 1САМЕ-91 (Нанкин, 1991), 1САЫЕ-93 (Ванкувер, 1993), ХХХ1У Совещашш по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра (Алма-ата, 1984г.). I» И и Ш Всесоюзных совещаниях по ядерно-спектроскопическим исследованиям сверхтонких взаимодействий СТВ-1, СТВ-2 и СТВ-3 (Москва, 1985г., Грозный, '937г., Алма-ата, 1989г.), Региональном совещании "Методы и аппаратура для ядерно-физического анализа состояния и структуры вещества" (Ростов-на-Дону, 1984г.), Всесоюзном научном совещании "Прикладная мессбауэровская спектрометрия" (Москва, 1938г.), Научно-технической конференции "Применение мессбауэровс-кой спектрометрии в материаловедении" (Икевск, 1989г.)

Разработанная аппаратура демонстрировалась на выставках: "Экспортные товары СССР" (Нью-Йорк, 1988), "Наука-88" (Москва, 1988), "Перестройка в действии" (Лондон, 1989), 1САМЕ-89 (Будапешт, 1989), "Интернаучприбор СЭВ-89" (Берлин, 1989), "Ленинград" (Загреб, 1990) и "Экология - 91" (Ленинград, 1991).

Работа по созданию спектрометра Мессбауэра СМ 2201 удостоена премии им. С.И. Вавилова за 1989 г.

В настоящее время универсальные приборы комплекса применяются для решения фундаментальных и прикладных задач более чем в 20 институтах Российской Федерации, стран СНГ и за рубежом, макетные образцы проблемно-ориентированных и технологических спектрометров используются в МП РАН для праведогаш методических и фундаментальных исследований.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 37 работ и четыре отчета по НИР, получено 17 авторских свидетельств и 28 патентов. .

Положения, вшосижые на защиту.

На защиту выносятся:

Новое направление развития метода ядерного гамма-резонанса -многомерная параметрическая мессбауэровская спектрометрия.

Развитие . нового метода исследования ультратонких слоеЕ

поверхности твердого тела - мессбауэровской спектрометрии при скользящих углах падения.

Разработка комплекса методов и приборов многомерной параметрической мессбауэровской спектрометрии.

Личное участие автора.

Настоящая работа представляет собой обобщение результатов исследований и разработок, проведенных автором и руководимым им коллективом лаборатории резонансной спектроскопии ИАП РАН.

Автором сформулирован круг представленных задач; проведена постановка научных исследований; предложено новое направление развития ядерного гамма-резонанса - многомерная параметрическая мессбауэровская спектрометрия; развиты основы нового селективного по глубине метода исследования ультратонких слоев поверхности -мессбауэровской спектрометрии при скользящих углах падения; проведены теоретико-методические исследования в этих направлениях; разработаны принципы построения спектрометров и под его руководством создан комплекс приборов многомерной параметрической мессбауэровской спектрометрии.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения.

Общий объем работы составляет 228 страниц машинописного текста, включая 51 рисунок, 8 таблиц и список литературы из 188 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, формулируются цели работы, отмечается научная новизна и практическая ценность, приводятся положения, выносимые на защиту, и кратко излагается содержание глав диссертации.

Первая глава посвящена рассмотрению принципов резонансного преобразования спектральной линии и изложению основ нового метода ядерного гамма-резонанса - многомерной параметрической мессбауэровской спектрометрии.

Рассмотрена классическая гамма-оптическая схема мессбауэров-ского спектрометра, на основе которой построены серийные' приборы, и приведено ее математическое описание. На примерах резонансного детектирования и резонансной фильтрации спектральной линии пока-

заны некоторые ограничения классической схемы, связанные с увеличением чувствительности и разрешающей способности метода.

Излагается новый метод, снимающий ограничения классической гамма-оптической схемы,- многомерная параметрическая мессбауэров-ская спектрометрия. В основу метода положен принцип модуляции и трансформации энергетического спектра резонансного излучения в но скольких точках гамма-оптической схемы эксперимента. Это достигается введением в схему нескольких резонансных преобразователей, установленных на механически не связанных, ко электрически синхронизированных модуляторах, и регистрацией спектров в одной или нескольких точках этой схемы. При этом конкретный вид преобразования спектральной линии представляет собой параметр, а количество независимых резонансных преобразователей -размерность гамма-оптической схемы.

Для иллюстрации возможностей метода подробно рассматриваются вопросы, связанные с компенсацией энергетического сдвига при работе с резонансным детектором, с созданием поляризационного резонансного детектора .и динамического резонансного фильтра,' а такхэ обсукдаются гамма-оптические схемы многократного преобразования спектральной линии.

Показано, что наиболее аффективное решение проблемы резонансного детектирования возможно при использовании гамма-оптической схемы, приведенной на рис. 1. В этой схеме источник Б помещается на доплеровский модулятор Ш2 и приводится в движение с постоянной скоростью для компенсации энергетического сдвига мзкду спектральными линиями источника излучения и конвертора резонансного

Э А нг>

1 Г>М1

I_

Рис. 1.

детектора ГШ, а исследуемому веществу А (поглотитель) сообщается перауешшя скорость с ттомоиью модулятора Б1-31, что обеспечивает развертку спектра.

Данная схема снимает проблем, связанные с поиском Еещества конвертера для компенсации энергетического сдвига, и позеоляэт испольсовать принцип резонансного детектирования для любого мвсс-бауоровского изотопа с конвертированным переходом.•

Интеграл пропускания при использовании резонансного детектора имеет вид:

ИОГд.Уд) = 0Гд|ънс(Е)Ь3(Е,Уд)ЪА(Е,7А)с1В, (1)

здесь

2 г|/4

^ ^ [Е-(Ед+,/5Т]2+г|/4 ' [Е-(ЕА+УД))2+ГД/Ч ТА1'

рде ТА=п?д00 - эффективная толщина поглотителя, Гд- коэффици-энты Лэмба-Мессбвуэра, Гд, ГА - ширины линий источника и погло-гителя, п - число резонансных ядер, приходящихся на 1см2, о0 -максимальное поперечное сечение поглощения, Ьрщ- функция отклика цетектора, Ьд - энергетическое распределение излучения источника, Ьд - линия пропускания образца, С - константа, учитывающая нерезонансные вклады, Уд* УА - доплеровские сдвиги энергии.

На основе анализа выражения (1) проводится теоретическое доследование метода резонансного детектирования и устанавливаются зависимости параметров экспериментального спектра от параметров юточника, поглотителя и конвертора. Расчеты показывают, что положение экспериментально наблюдаемой линии й при фиксированных значениях ширин линий смещается пропорционально энергетическому здвигу Я = 2(Ед - Ер)/Гд. Следует отметить, что уширение линии сонвертора Г0 ведет к более сильному смещению экспериментальной пинии, чем уширение линии источника Гд. Уширение линии поглотителя ГД приводит к незначительному дополнительному смещению, причем знак смещения зависит от отношения ширин спектральных линий кон-

вертора н источника, и при Гр/Гд = 1 смещение ô не зависит от ширины линии поглотителя. Важный вывод, вытекающий из анализа результатов расчетов, заключается в том, что энергетический сдбиз между источником и конвертором не оказывает закатного влияния ш параметры экспериментального спектра лишь при условии R^0,05.

Гямма-оптиче.ская схема; приведенная на рис. 1, эффактивш такие для исследования выбранного участка спектра, так как et применение позволяет сократить время регистрации и ращюнальнс использовать память накопителя. При задании модуляторам DK1 и DM! одинакового закона изменения скорости в синфазном и антифазпог режимах появляется, возможность проведения измерений при очеш больших' и малых скоростях. Кроме того, эта схема открывает цут] для создания поляризационных резонансных детекторов.

Для обеспечения чувствительности детектора к состоянию поляризации излучения, в качества конЕертора резонансного детектор; используется вещество с поляризованной линией поглощения. Настройка в резонанс системы источник - конвертор осуществляется доп-лэровским модулятором, на который помещается источник или конвертор. Определен класс веществ, которые могут служить конверторам в экспериментах с изотопен 5'le. Преимуществом использования та ких детекторов является высокая чувствительность к состоянию по ляризации излучения и значительное уменьшение ширины линии экспе ршлентольнох'о спектра, что позволяет получать дополнительный сва дения о свойствах исследуемого вещества.

В рамках нового метода предлагается наиболее общее реиош: проблемы создашая резонансного фильтра с варьируемыми параметрам (динамический резокансш;й фильтр), использующее га'.ма-оитичоску схему,'Приведенную на рис. 2. Здесь фильтр формируется двумя пог лотителями, укрепленными на модуляторах DK2 и DM3, которые отра батываат такие постоянные, скорости, чтобы доплеровский сдвиг . между ними соответствовал оптимальной величине Д0-

Изучена зависимость параметров экспериментального спектра о величины А и эффективной толщины поглотителей-фильтров Уста новлено, что при увеличении Тр и уменьшении А происходит падени интенсивности гамма-излучения к величины резонансного эффекта Результаты расчетов показывают также, что сужалциэ свойства филь тра определяются не только величинами Tj. и но и эффективно

! ГУМ 2

п

А

Г5

н^---—гп"

4 г>м

толщиной поглотителя Тд. Для каждой величины 1'А

Рис. 2.

существует такое значение Д0, при котором ширина спектральной линии минимальна. С увеличением Тд величина Д0 растет. Критерий реализации оптимального динамического фильтра определяется йз условия максимального сужения линии. На эффективную толщину фильтра при этом накладывается ограничение: падение интенсивности гамма-излучения после прохождения через фальтр нэ должно провийать БОЙ. Расчеты показывают, что этим требованиям отвечает фильтр с Тр.= 2,5 и величиной Л в диапазоне 2 -'3,5; причем конкретное значение А определяется эффективное толщиной исследуемого вещества.

В заключительной части главы обсуждаются возможности совместного применения различных гамма-оптнчэских схем с целью получения системы мессбауэровских сп'ектров й приводятся лсраткие итоги.

Вторая глава посвящена методологическим вопросам реализации гамма-оптических схем многомерной паршивтриче ской мессбауэровсной спектрометрии. . •

Наибольшее внимание при исследованиях уделяетсй вопросам оптимизации системы доплеровской модуляций (СДМ), поскольку, как ето видно, например, из соотношений (1), закон перемещения резонансных объектов входит параметром в интеграл пропускания.

Для увеличения точностных характеристик СДМ Проводится оптимизация объекта управления и устройства управления.

Лаплас-образ сигнала ошибки в СДМ с отрицательной обратной связью з(р) монет быть описан выражением:

б(р)-Иш<р)Гг(р) ИШ(Р)ГП(Р)

х(р) -----• , (2)

1+У?(р)У?т(р) 1+»(р)Ит(р)

гдэ £(р) - опорный сигнал, Гг(р) и Гп(р) - регулярная и нерегу-.лярная составлящие внешнего возмущения, Я(р) и V? (р) - передаточные функции усилителя и доплеровского модулятора.

Как следует из приведенного выражения, сигнал ошибки состоит из двух компонент: регулярней и нерегулярной. Регулярная составлявшая сигнала ошибки приводит к нелинейности скоростной шкалы прибора, нерегулярная - ограничивает его разрешающую способность.

Влияние нерегулярной составляющей сигнала ошибки моино снизить, как это видно из (2), увеличив коэффициент усиления в цепи отрицательной обратной связи СДМ. Однако величина коэффициента усиления ограничена условием устойчивости системы к самовозбувде-пию и определяется динамическими свойствами модулятора.

Излагается математическая модель доплеровского модулятора, основанная на взаимосогласованном решении уравнений матб?.:атичвс-кой физика с соответствующими гранпчшаз! условия!«!, которое описывают формирование топологии магнитного поля в рабочем зазоро и вне модулятора и распространение механического напря^ния по алэ-ыэцтаы подвижной часта модулятора., Решение эта задач позволило выработать методику построения модулятора с оптимальными свойствами.

Основными'преимуществам»! разработанного модулятора являются: отсутствие магшхтного поля рассеяния на поверхности модулятора, что Оылр достигнуто благодаря использованию постоянных магнитов из редкоземельного сплава, которые образуют внешние поверхности рабочих зазоров, и повышенная жесткость механической связи между задающей и измерительной катушками, расположенными непосредствен--но на штокз, что позволило за счет увеличения частоты второго механического резонанса модулятора улучшить разрешающую способность еда.

Для оптимизации устройств управления предложено два новых способа устранения регулярной составляющей сигнала ошибки.

Сущность первого способа заключается во введении в схему

управления форсирующего канала, содержащего кроме опорного сигнала его интеграл и п-производных, синтез которых осуществляется последователышм интегрированием математической функции Уолна.

Физическая сущность второго способа состоит в компенсации упругой реакции прузг.т подвеса подвиглюй части модулятора, дисси-пативннх сил взамодействия с воздушной средой, неоднородности магнитного, поля в зазоре задающей катушки и синфазных опорному сигналу помех путем добавления к сигналу ошибки х сигнала г, формируемого в соответствии с формулой:

N •

к=1

где М1 1 - символ математического ожидания, Т и N - соответственно период и число периодов колебаний доплеровского модулятора, по которым производится усреднение сигнала ошибки х0(1;) при отключенном дополнительном сигнале г.

Использование этого способа позволило устранить регулярную составляющую сигнала ошибки и тем самым на порядок снизить величину нелинейности скоростной шкалы.

Высокое качество разработанной СДМ подтверждено при помощи эксперимента, результаты которого изображены на рис. 3. В режиме постоянной скорости еда настраивается на положение максимальной крутизны внешнего склона крайней линии зеемановского секстета фольги из обогащенного изотопом етРе металлического железа, служащего конвертором рэзонансного детектора. В этом случае даже небольшие отклонения скорости от заданного значения приводят к существенному изменению скорости счета импульсов детектора. Экспериментальные результаты показывают, что СДМ обеспечивает стабильность постоянной скорости в течение рабочего хода с точностью 1 мкм/с, что соответствует относительной ошибке отработки заданного закона движения менее О,СЕЖ. Такая точность является достаточной для проведения измерений с использованием многократной доплвровской модуляции1

С целью увеличения точности измерений параметров СДМ предложена оптическая схема интерферометра с многократным отражением, обеспечивающая повышенную чувствительность к перемещению,- а также новый способ градуировки скоростной шкалы, в основе которого лежит принцип измерения временных интервалов между последователь-

373018

341043

30SDSS

277033

245110

2131м 3

10116S

1491S3

117210

G5243

5326В

Рис. 3.

ностыо интерфэрэнциокных импульсов. Преимущество этого способа состоит в том, что он позволяет нослздовать динамжу поведения ода на какдом цикле измерения.

Для расширения функциональных возкоаностей применяемых гамма-оптических схем разработаны различные типы детекторов вторичного излучения: пропорциональный резонансный детектор, детектор для одновременной регистрации рентгеновского и электронного излучений, лавинкыо детекторы для проведения угловых и координатных измерений и программно управляемые устройства усиления и селекции сигналов детектора.

В связи с необходимостью задания различных законов движения, скоростных диапазонов, параметров спектрометрического тракта,, а также оперативной диагностики устанавливаемых параметров и временной синхронизации между собой различных систем прибора особое значение приобретают вопросы оптимизации взаимодействия ЭВМ с

к

I

ЭТТ»

•п»

UUül

Ш *С9

/

J

L м20

О . OO-arruTi/s г !

щ

32

64

SS

123

ICO

1D2 224

экспериментальной установкой.

Реализованы и исследованы различные способы обмена данными с ЭЕМ. Проведенные исследования показывают, что оптимальны?^ способом накопления данных является использование специализированного устройства с буферным ОЗУ, работающего под управлением ЭВМ.

Разработан многоканальный накопитель, позволяющий устранить искажения •экспериментальных спектров, которые обусловлены просчетами импульсов при переключешш каналов накопления. Предложен принцип устранения мертвого времени, основанный на задеркке переключения каналов накопления на время регистрации детектором излучения. Эксперименты показали, что величина мертвого времени в разработанном накопителе не превосходит 1 не, что практически полностью устраняет просчеты входных импульсов.

В заключении главы приводится описание программного обеспечения управления установкой и подводятся краткие итоги.

Третья глава посвящена разработке математических методов обработки экспериментальных результатов.

Анализируются различные варианты представления профиля спектральной линии, что является определяющим для адекватной интерпретации спектров, зарегистрированных с использованием гамма-оптических схем многомерной параметрической мессбауэровской спектрометрии.

О целью выбора оптимальных алгоритмов проводится анализ существующих методов обработки данных, которые можно разделить на три основных типа: расчет и подгонка модельных спектров на основе рассмотрения гамильтонианов сверхтонкого взаимодействия, предварительная обработка'спектров и подгонка параметров теоретической модели к экспериментальным данным.

Создан пакет программ для персонального компьютера, в котором на базе интерактивного диалогового подхода соединен ряд алгоритмов по предварительной обработке и итеративной подгонке параметров экспериментальных спектров. Пакет дает возможность в пределах одного экрана проводить работу в графическом режиме, в режиме создания модели и в режиме обработки массивов данных, включающих 512 точек, аппроксимируя их функциями, содержащими до 50 варьируемых параметров.

Предварительная обработка данных включает в себя следующие операции со спектрами: 1) удаление выбросов с использованием ме-

тодов скользящей медианы и оптимальной линейной фильтрации Винера, 2) сглаживание на основе полиномиальных операторов Сазицко-го-Голея или фильтра Винера, 3) дифференцирование методом полиномиальных операторов, 4) повышение разрешения при помощи' интегральных преобразований Афанасьева или решения обратной задачи интегральной свертки методом оптимальной фильтрации и 5) автоматическое определение количества спектральных .линий с оцениванием параметров методами производной спектроскопии.

Для окончательной подгонки параметров модели к экспериментальному спектру использованы методы Ньютона-Рафсона и Левенбер-га-Марквардта.

Эффективность разработанного пакета программ демонстрируется обработкой ряда экспериментально полученных спектров.

Четвертая глава посвящена разработке нового метода исследования ультратонких слоев' поверхности твердого тела - мессбауэров-ской спектрометрии при скользящих углах падения излучения. Метод основан на физических особенностях взаимодействия резонансного гамма-излучения с поверхностью при скользящ;« углах, включающих угла полного внешнего отражения (ПВО), и заключается в одновременной регистрации серии угловых зависимостей мессбауэровских спектров, описывающих различный отклик среды на процесс взаимодействия с падающим излучением.

Рассмотрены особенности взаимодействия мэссбауэровского излучения со средой при скользящих углах, приводящие к образованию зеркально отраженной волны с интенсивностью, сопоставимой с интенсивностью падающей волны. Зеркальное отражение как функция угла скольжения 9, а в резонансном случае и как функция энергии * падающего излучения зависит как от поглощения ф), так и от дисперсии (0) показателя преломления срэды п:п=1 -5+ 1р. Эффект зеркального отражения оказывает существенное влияние на процесс взаимодействия излучения со средой при углах, удовлетворяющих условию 2§. Изменение характера взаимодействия излучения со средой проявляется в первую очередь в изменении глубины его проникновения:

= --. . О) .

4тс«1ш / 82 + %

где dx определяется как глубина, на которой интенсивность излучения с длиной волны X спадает в е раз, х - - 2ß + 21ß - восприимчивость среды.

При рассмотрении взаимодействия мессбауэровского излучения с резонансной средой необходимо учитывать две составляющие восприимчивости: электронную %е1 и ядерную резонансную xnuc]_ • Расчеты показывают, что в области углов ПВО для зеркала из металлического железа dL± 2 нм, и эта величина определяет поверхностную чувствительность метода.

В рамках развития метода предложена новая гамма-оптическая схема эксперимента, в основе которой лежит одновременный съем информации по четырем каналам. Эти каналы включают: 1) гамма-излучение, зеркально отраженное ядрами и электронами атомов; 2) электроны конверсии и Оже-электроны, излученные атомами; 3) характеристическое рентгеновское излучение; 4) гамма-излучение, резонансно рассеянное ядрами.

Для изучения возможностей метода были проведены исследования .двух образцов: пленки металлического железа толщиной 50нм и ультратонкой пленки железа в структуре Sc(1,3hm)-Fe(1,0нм)-3с(1,3hm).

Впервые получены спектры, одновременно измеренные по нескольким каналам, которые показывают различный отклик на процесс взаимодействия резонансного излучения с поверхностью. Это связано как с особенностями взаимодействия излучения с резонансной средой, так и с фазовым состоянием среды.

Исследования спектров зеркально отраженного и вторичного электронного излучений от ультратонкой пленки железа в образце Sc-Fe-Sc при нескольких углах скольжения показали высокую чувствительность метода и позволили впервые наблюдать в зеркально отраженном излучении все теоретически ожидаемые формы мессбауэров-ских спектров (рис. 4).

Рассмотрены особенности формирования мессбауэровских спектров зеркального отражения и вторичных излучений для общего случая анизотропной многослойной среды, которые приводят к неприменимости для их обработки стандартных алгоритмов разложения спектров на лоренцовские составляющие. Получено аналитическое выражение для амплитуда зеркально отраженной волны Ер с учетом произвольного профиля изменения параметров сверхтонких взаимодействий вблизи поверхности. Это выражение и составляет основу математического

Образец Зо-Ре-Бс толщина слоя железа 1 нм толщина слоя скандия 1,3 нм

1.03-<

д.г,-

•Й&Л! • )

0.я-

1.М-

■V

3 мрад

2 мрад

I I I 1 I I I I I 1 I I I I -I 1 1 I 1 I I I I II—

-в -и л -5 н -а сан « и ш ш

I I I I I I 1 I Ы М | I I I I I I 1 I 1 I 1 1

•в -ш * ^ ч -я I а ц и и т ш

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ СКОРОСТЬ (мм/с)

Рис. 4.

моделирования спектров зеркально отраженного излучения. Моделирование спектров выхода вторичных частиц включает три этапа: определение амплитуды зеркально-отраженной волны Ер, определение амплитуды поля E(z) на различных глубинах а внутри пленки й суммирование вторичных частиц, образованных в каждом дифференциальном слое dz, по всей толщине пленки с учетом функции выхода вторичной частицы.

Наиболее важными особенностями спектров являются: асимметрий базовой линии в спектрах вторичных электронов и изменение ее знака при переходе через критический угол ПВО (pic. 5). Эти эффекты наблюдены впервые и не нашли своего описания в современных теоретических моделях.

Вероятность образования фотоэлектронов можно представить формулой:

P|1(Z,ET) = w|1|E(z,ET)|2Im(xel) (3)

Величина wjj^ в (3) соответствует числу вторичных частиц вида з, образующихся на один поглощенный атомом гамма-квант.

В пределах мессбауэровского спектра величина не зави-

сит от смещения энергии падающего излучения. Поэтому в обычной геометрии выход фотоэлектронов не искажает форму мессбауэровского спектра конверсионных электронов. При скользящих углах падения оказывается необходимым учитывать, что величина |2|2 в (3), как показывают расчеты, существенно зависит от .энергии -падающего излучения Е^ уже начиная от поверхности, где имеет место суперпозиция падающей и зависящей от энергии отраженной волн. Креме того энергетическая зависимость |Е|2 меняется с глубиной z. Поэтому выход фотоэлектронов приобретает резонансную зависимость.

Для того, чтобы получить суммарный выход фотоэлектронов из образца 1е1(Е^,), величину Pgj (3) следует проинтегрировать по всей глубине образца с учетом функции выхода электронов.

Два предельных случая dA < desc и dx > dgsc характеризуются качественно различной формой спектра 1е1(Е^,). При dx < de3C форта спектра 1е1(Е^) напоминает перевернутую кривую зеркального отражения (все то излучение, чтб не отразилось, переходит в регистрируемое вторичное излучение). При d± > degc часть поглощенного глубокими слоями излучения не дает В1слада в регистрируемый спектр выхода вторичного излучения, поэтому резонансная кривая выхода

ОТРАЖЕНИЕ

ВЫХОД ЭЛЕКТРОНОВ

1.2

л 1.0

о

о

X 0.8

ю

£

О 0.31

и

н-

X

& 1.0

ее

< 0.8

X

л

в; 0.6

ш (

0.4

и

о

X 1.0

I—

о

4,0 ирад

3,5 ирад

0.8 0.6 0.4

2,5 ирад

1.4

1.2

1.0

0.8 1.4

4,0 ирад

у общий

выход

•еотоэлЕктрони

1.2

1.0

0.8 1.4

1.2

1.0

0.8

3,5 ирад

,ОЫЦИЯ

выход

«ОТОЭЛЕКТРОНЫ

2,5 ирад

| 1 н . /ОБЩИЙ

J выход

^ вОТОЭЛНСТРОНЫ

-16 -10 -5 О Б 10 15 -15 -10 -5 0 5 10 1 ОТНОСИТЕЛЬНАЯ С КО Р О С Т Ь (ММ/С)

Рис. 5.

фотоэлектронов близка по форме к энергетической зависимости квадрата амплитуда шля на поверхности |Е(2=0,Е_,)|2. Этими причинам! и объясняется изменение асимметрии базовой лкшш в спектре выхода вторичных электронов.

В рамках этой модели результирующая форма спектра вторичных электронов при скользящих углах падения (особенно величина асимметрии базовой линии) зависит от относительных величин выхода фото- и конверсионных электронов, что позволяет выделить"" вклад фотоэлектронов в общем фоне. Само явление изменения знака асимметрии может быть-положено в основу создания прибора, определяющего критический угол ПВО.

Для изучения возможностей метода при установлении количественных характеристик распределения фаз по глубина были исследованы в широком диапазоне углов скольжения исходный и окисленный при температуре 150°С образцы плотен металлического кэлеза.

Восстановлешш профиля распределения фаз проводилось в несколько этапов,.которые включали:.поиск параметров компонент кесс-бауэроЕского спектра из данных, полученных при 9=90°; предварительное определение величии хех мет°Дом рентгеновской рзфлэкто-метрии; послэдовзтелыюо взаимосогласованное математическое моделирование спектров зеркального отражения и вторичных излучений и их сравнение с экспериментальными данными..

Па первом этапе, с привлечением данных, из спектров, кзкерэн-гах при угле скольжения 2,5 г.фад, получены значения параметров различных мульткплетов и их относительный вклад в двух исследованных образцах;"Показано, что спектра для двух образцов хороио описываются суперпозицией дублета и трех секстетов. Площадь дублета в спектре исходного образца, измеренного при 9=90°, очень кала ( 2% ) и увеличивается для окисленного образца только до 4%. Параметры дублета очень близки к параметрам соединения ^^¿Од.

На спектрах, измеренных при ,2,5 мрад (см. рис. 5), ясно видно присутствие "пьедестала" под спектром, который ?*ожет быть объяснен вкладом асишвтричного сильно уширенного секстета. Параметры этого секстета соответствуют литературным данным для соединения а-РеООН.

Дальнейшее определение параметров различных мультиплетов проводилось сравнением серий рассчитанных и измеренных спектров, полученных для различных углов скольжения. При этом стало очевид-

ним, что для улучшения согласия теории с экспериментом необходимо принять во внимание некоторое распределение магнитного поля в а-Ге. Для простоты это распределение было заманено уизгрэншм секстетом с меньшей величиной сверхтонкого расщепления, чем в a-Fe. Его вклад в спектрах нормального падения мал (7% для исходного и W% для окисленного образца).

Другая группа параметров, которые можно определить независимо, до решения задачи восстановления профиля распределения, относится к параметрам, характеризующим само явлэаге ПВО. Это величины электронной восприимчивости пленки и подложен.

Для определения этих величин привлекались экспериментальные данные, полученные для коэффициента зеркального отражения рентгеновского излучения МоКд.

Следующий шаг в моделировании мессбауэровских спектров скользящего падения состоит в учете зависимости изменения сверхтонкого поля по глубине и возможности подмешивания их в каждый слой. С этой целью вводится специальная матрица распределения сверхтонкого поля V^, которая описывает относительные плотности ядер со сверхтонким взаимодействием k-типа в слое п. В этой модели воспримчивость отдельного слоя можно охарактеризовать выражением:

Aikrik/2

Хп= Хе1 п + ? Е V Я ——---, (4)

и ei.ii К I Е - + 1 Г|к/2

где п - электронная восприимчивость олоя, i обозначает линии в k-ом мультиплете, А^» и Е^ - амплитуда, ширины и положения отдельных резонансных линий, ? - константа для данного изотопа.

Такое описание резонансных спектров каждого слоя в пленке дает возможность при помощи варьирования элементов матрицы V^, толщин помехуточных слоев с^ и электронных восприимчивостей хе1 п достичь лучшего соглаоия теоретических и экспериментальных спектров зеркального отражения и вторичных электронов с теоретическими на всей серии спектров (рис. 5).

На начальном этапе проводится анализ спектров зеркального отражения, которые в основном зависят от электронной и ядерной плотностей. Затем производится подгонка спектров вторичных влек-

тронов, причем варьированию подвергаются только те параметры, которые влияют на спектры конверсионных электронов. К ним относятся параметры, определяющие функцию выхода электронов и относительный вклад фотоэлектронов. Влияние фотоэлектронов на результирующий спектр, как это видно из ряс. 5, где отдельно показан их вкйад, сильно изменяет форму спектров. Из рисунка такие видно, что вклад фотоэлектронов различен для разных углов скольжения, что приводит к изменению знака асимметрии базовой линии при-переходе через критический угол.

Полученные профили распределения фаз в двух образцах приведены на рис. 6. Они показывают, что применение кессбауэровской спектрометрии в скользящей геометрии позволяет проводить фазовый анализ в ультратонких слоях поверхности, исследовать фазовые превращения в этих слоях в зависимости от различных внешних воздействий.

Пштя гдсба посвящена описанию разработанного комплекса приборов многомерной параметрической мессбаузрозской спектрометрии п и функциональных возможностей спектрометров.

Необходимость оперативного задания мнол;ества условий при проведении экспериментов с использованием многократной доплеровс-кой модуляции или нескольких каналов регистрации при минимальном объеме инструментальных средств требует выбора ушгаарсальных решений для, создшая гибко перестраиваемой аппаратуры. Обсуждаются принципы построения приборов для научных исследований. Реализация серийного котлплекса включает два этапа: " создание базовой модели и на этой основе - универсальных, проблемно-ориентированних и технологических спектрометров.

Все приборы комплекса полностью автоматизированы. Злвктрон-ная часть выполнена в стандарте КАЫАК. В качестве управляющей ЗВМ используется персональный компьютер типа Ш1 РС.

Универсальные спектрометр« СМ 220) и СМ 3201 являются много-функциональнкми приборами и дают возможность проводить эксперименты с использованием многократной доплеровсксй модулящш энэр-гии резонансного гамма-излучения и резонансных преобразователей.

Функциональные возможности универсальных спектрометров демонстрируются на примере рассмотрения гамма-оптическпх схем спектрометра СМ 2201.

Разработаны два типа проблемно-ориентированных спектромет-

р

- ÏZ -

ров: для исследования динамических процессов (СИ 2201DR) и поверхностных явлений (CM 1101TFR).

Спек'цюметр СМ 2201 DR предназначен для регистрации спектров в ропплях селективно-индуцированного двойного эффекта Мессбауэра и рвл&аоского рассеяния резонансного излучения. Отличительной особенностью спектрометра является то, что для регистрации излучения б гамма-оптическую схему прибора Еведэн резонансный детектор, что позволяет повысить светосилу и чувствительность--»! тем сагам уменьшить время измерений.

Спектрометр Мессбауэра СМ 1101 ТЕП предназначен для регистрации спектров при скользящих углах падения в диапазоне 1.2 - 120 мрад. Особенность спектрометра заключается в тем, что он позволяет проводить одновременный съем информации по четырем.типам излучений: зеркально отраженном, электронном, рентгеновском ■ и резонансно рассеяшом.

Результата, полученные по различны:.! каналам, дополняют друг друга и позволяют кзвл-зкать- более полнно данше как об особенностях ■взаимодействия излучения с веществом в скользящей геометрии, ток и о структуре ультратонких слоев исследуемой поверхности.

С экспериментальной точки зрэшш одгговрохзнная регистрация всех типов излучений дает Есзмогшостъ значительно сократить время, затрачиваемое на измерения, к повысить достоверность и надек-нссть результатов благодаря тону, что вся информация извлекается в ючениэ одного зкепергкзкта и от образца, находящегося з неизменных условиях.

Спектрометр Мессбауэра СМ 2101 Turbo предназначен для проведения экспрессных исследования, что достигается введением з гам-мо-снтич-эскув схему прибора резонансных детекторов л синхронизированного двойного движения. Макюиальная чувствительность достигается в эмиссионной геометрии. Нащяэлею, в эмиссионном варианте величина эффекта для обогащенной изотопом "е фольги составила 1200 % . В геометрии пропускаем спектрометр позволяет увеличить разрешение на 27 % и чувствительность до 10 раз. Бксперпмейты с двойной доплеровской ?гадуляцией позволили получить рекордные значения ширин лшгнЯ в стандартном образце a-Fe: 0.157+0.OCÏÏ мм/с по сравнению с величиной 0.210+0.007 мм/с, достигаемой в обычном режиме . .

Спектрометр Мессбауэра СМ 11010 - компактный спектрометр для

технологических применений' в заводских лабораториях, а также в геологических партиях при проведении поисковых работ. Особенностью спектрометра является то, что аналитическая часть прибора дешимазированв за счет встраивании детектора излучений внутрь подвижной части доплеровского модулятора.

Программное обеспечение комплекса позволяет максимально автоматизировать все операции при работе- со спектрометром: осуществлять оптимальную настройку СДМ и спектрометрического тракта; управлять процессами.накопления и обработки данных; диагностировать неисправности прибора с указанием дефектного узла.

Ка разработанном комплексе приборов проводились исследования матодичешеих проблем и возможностей массбау&ровской спектрометрии при изучении поверхности и объема тонких пленок, исковой текстура поверхностных слоев, релаксационных процессов и показаны возможности аппаратуры при решении вопросов исследования и контроля качества лекарственных препаратов.

£акя»чэ!г.',з

1. Предяошно и развито новое направление, метода ядерного гарла-рэзрнакса - многомерная параметрическая мэосбауэровская

СИОКТрОМЭТрИЯ.

Многомерная парамэтрическая меисОауэрозская спектрометрия вводит новое качество в.процесс измерения: она предоставляет воз-монно'сть проводить динамические . эксперименты, получать систему шссбйу&ровских спектровот исследуемого образца и, такта образом, устанавливать более полную картину изучаоь!ого процесса.

А рамках 'роажзации этого направления:

Л ^1. Предложены новые гамма-оптические схемы мессбауэровокой спектрометрии, нспользукйде резонанаше цреобрйзовакия спектральной линии. Йровздайу . теоретические, методические п экспериментальные исследований влияния параметров резонансных преобразователей на форму линий массбаувроьского спектра и определены оптимальные значения ртдх параметров.-

1:2. Предложены способа! компенсации энергетического сдвига при работе срезонансным детектором, резонансного детектирования шмрййованного нэлучёйия и еоэДанйя дияашчёского резонансного фильтра. Эти способы позволяют применить принцип резонансного

преобразования спектральной линии для любого кессбауэровского изотопа.

1.3. Предложены и реализованы новые способы л устройства: управления дошюровским модулятором, накопления информации, градуировки шкалы нессбауэровских спектрометров,; " позволившие значительно повысить точность измерения' кессбауэровишх спектров и калибровочных распределений.

!.4. Из основе предложенных способов и устройств впервые в мировой практике создан комплекс приборов, включений упиверсадь-нно, проблегжо-ориентароЕанные и технологические спектрометр!. Разработанные спектрометры значительно расширяют функциональнее возмоушссти метода и позволяют обеспечить решение ос;юв!ШХ_ проблем спектров»трки: повышения чувствительности и увеличения разрэ-иащэй способности для широкого круга изотопов.

2. Развита основ« нового селективного по глубже мётода исследования поверхности конденсированных сред - »лессбауэровской спектрометрии при скользящих углах падения'излучения. ■ )

Метод позволяет проводить фгзовнЗ спализ в улътратстпскх слоях поверхности й одновременно измерять макро- и !йкрошжяч8скйе свойства исследуемого вещества. .

В рейхах развития этого метода:

2.1. Предсоязиа и реализована новая тела'-ситичесйая схема, эксперимента, в основе которой леккт одаоврвмошкй схем ккфэрма-ц;е? по четырем каналам. При этом регистрируются: 1) гег.эдз-излученно, зеркально отразннноэ ядра?® и электронами атогсв; 2) электрона конверсии н Оае-электрошг, излученные атомам:?; 3) ха-рактористкческсе рентгеновское излучение;, 4-) гаетэ-пзлученйе, резонансно рассеяшюе ядрами.

2.2. Проведен .анализ физических особенностей формирования спектров при скользящих углах падения для слоисто-неоднородных образцов, реализованы методы математического моделирования и подгоню' таких спектров, включающие в качестве пара?я9тров макро- и микроскопические свойства среды. ' '

2.3. Экспериментально подтверждена высокая чувствительность метода по глубине при исследовании явлений ка поверхности, и впервые на количественен уровне проведен послойный анализ начальной стадии окисления в тонкой пленке металлического келеза.

2.4. Обнаружены новые эффекты: асимметрия базовой линии в

резонансных спектрах вторичных электронов в области углов полного внешнего отражения и изыенеше знака асимметрии при пермиу-. чо-рез критический угол. Развита теория этих эффектов и созд&г-ы алгоритмы их учета при обработке мессбауэровских спектров.

2.5. Показано, что явление изменения величины и знака асимметрии базовой линии в области углов полного ееэшого отражения может служить физической основой работы прибора для определения критического угла зеркального отражения и относительного вклада фотоэлектронов в общий выход электронов.

N

Публикации по тема диссертации

1. Иркаев С.М., Кузьмин F.H., Опаленко A.A. Ядерный гамма-рееонанс (Аппаратура и методика)/ Ы.: изд-во ГЯ'У, 1970, 2П7 с.

2. Иркаев С.Ы., Семенкин В.А., Соколов М.М. Компенсация изомерного сдвига при использовании резонансных детекторов в меосбауэ-ровской спектроскопии/ Письма в.ЖТФ, 5, S84-935, 1979.

3. Иркаев О.М.,Семенов В.Г., Тамаев С.Т. Детектор для одновременного исследования поверхностных и объемных эффектов методом ЯГР / Известия АН Тада.ССР, 2(72), 104-ЮТ, 1979.

4. Авениров A.M., Бовдаревский С.И., Бремин С.Н., Иркаев С.М., Соколов М.М. Пропорциональный резонансный детектор для мессбауэровских исследований на -119Sn / ПТЭ, 4 , 60-61, 1980.

5. Иркаев С.М..Морозов В.В., Белоногов A.M., Граммаков А.Г. К вопросу о параметрах мессбауэровских спектров, регистрируемых с помощью резонансного. детектора/Деп.ВИНИТИ.14.11.80, й 4799-80Деп.

6. Иркаев О.Ы.,Соколов U.M. Ядерный гамма-резонансный измеритель скорости движущихся объектов/ Измерительная техника, 10, 32, 1980.

7. Баранов D.A., Иркаев С.М..Морозов В.В. Резонансный фильтр / Авт. св-во СССР Л 896692 от 06.05.80.

8. Иркаев С.М.,Морозов В.В., Соколов М.М. Резонансный детектор/ Авт. св-во СССР J6 896586 от 18.07.80.

9. Белоногов A.M..Граммаков А.Г.,Иркаев С.М., Морозов В.В. Некоторые особенности мессбауэровских спектров при резонансном де-

. f тактировании/ ЖГФ, 51(8), 1730-1733, 1981.

10. Иркаев С.Ы., Порозов В.В. К вопросу об оптимальных парамет-

_ 29 -

у- •

pax резонансных фильтров в мессбауэровской спектроскопии/ Деп. ЗШГГИ, 27.07.81, й 3790-81 Деп.

11. Иркаез С.М., Морозов В.Г., Болоногов A.M., Граммаков А.Г. Расстройка резонанса в системе источник-конвертор резонансного детектора/ Деп. ВИНИТИ, 12.01.81, В 137-81Деп.

12. Кркаев С.М., Семенкин В.А., Соколов М.М. Компенсация изомерного сдвига при использовании резонансных детекторов в мессбауэровской спектроскопии/ ПТЭ, 5, 53-55, 1581.

13. Иркаев О.М., Куприянов В.В., Семенкин В.А. Резонансный детектор/ Авт.св-во СССР Js 1014379 от 23.09.81.

14. Вахонпн М.Е., Иркаев С.М., Куприянов В.В., Семенхаш В.А. Устройство управления доллэровскнм модулятором кессбауэровского спектрометра/ Авт. св-во СССР Je 1014381 от 23.09.81.

15. Взхонин М.Е., Иркаев С.М., Купритов В.В., Оеменкин В.А. Нессбяуэровский спектрометр с резонансным детектором/ /шт. св-во СССР JS 1012677 от 23.09.81.

16. Бахоннн И.Е., Кркаев С.!.!., Семенкин В.А..Морозов В.В. Принципы проектирования систем доплеровской модуляции в мессбауэровс-ии спектрометрах с гмультидЕияепием"/ "Фгайческие методы исслэ-дованпя твердого тела", МеквузовскиЯ сборник, вып. 4, 72-78,1982, изд-бо УШ1, г.Сведловск.

17. Пркпзв С.!-!., Морозов В.В. Моеый резонансный детектор для мессбаузровсксй спектроскопии/ 7ГГО, 52, 122-124, 1982.

18. Кркаев С.М., Куприянов В.В., Семсшаш В.А., Соколов М.М. Способ гакма-рэзонэнской спектроскопии/ Авт. св-во СССР й 1124714 от С5.04.С2; "Method of Ganma-ray Resonance Spectroscopy with Synclrronous Movement of Source, Filter and Sample", Brit. UK Pat. Appl. GB 2204395 Al. 9 Hoy.1988, 18pp.; FR 2615316-B1, 3706858, 1989; Oiienlegungssclirift, DE 3715851 Al, 1988; Выложенный патент Японии Js 62-123588, 1989.

19. Вахонин M.E., Иркаев С.М..Куприянов З.В.Г Семенкин В.А. Мессбауэровскзй спектрометр/ Авт.св-во СССР Зг 1119468 от 29.09.82,FR 2616539-В1, 8703228, 1988; Offenlegungaschriff, DE 3719348 А1, 1988; Выложенный патент Великобритании Зг 871294, 1988; Выложенный патент "Японии & 63-317751, 1938; Patentahrift, DD 276 800 A3, WP G 01 Т/295 1471, 1989; Авт.св-во ЧССР, Р7 726485, 1986; Авт. св-во НРБ, № 76746, 1986.

20. Гордеев О.А., Иркаев С.М., Куприянов В.В., Семенкин В.А., .

Соколов Н.М. Ыессбаувровский спектрометр с регистрацией электронов/ Авт. св-во ССОР Л 1073718 от 18.10.82.

21. Мркаев С.Ы., Семанкин В.А., Соколов М.М. Многомерный параметрический мессбауэровский спектрометр/ Геофизическая аппаратура, вып. 77, 86-98, 1993.

22. Вахожш Ы.Е., Иркаев С.М., Куприянов В.В., Семошптн В.А. Мессбауэровский спектрометр/ Ает. св-во СССР й 1144509 от 04.11.83.

23. Вахонин Ы.Е., Иркаев С.М., Куприянов В.В., Семенкин В.А. Способ регулирования диапазонов скорости в мессбауэровскоы спектрометре. Авт. св-во СССР й 1190759 от 04.11.83.

24. Иркаев С.Н., Семенкин В.А., Соколов М.Ы. Функциональные возмояшости многомерного пар>аштрического мзссбауэровского спектрометра/ Геофизическая аппаратура, вып. 80, .80-100, 1984.

25. Иркаев СЛ!..Морозов В.В. К вопросу об оптимальных параметрах резонансных фильтров в мессбауаровской спектроскопии/ КТФ, 54, & б, 948-952, 1984.

26. Вахонин Н.Е..Иркаев С.М..Семенкин В.А. Многомерный параметрический мессбауэровский спектрометр. Система движения для многократной дошюровской Модуляции/ в сб. трудов "Научное приборостроение", Теоретические и экспериментальные исследования, 102-112, Изд-во Наука, Л., 1984.

27. Вахонин М.Е., Галль Р.Н., Иркаев С.М..Куприянов В.В. Мессбауэровский спектрометр/ Авт. св-во СССР й 1290883 от 13.05.85; 0ГХеп1е£ипааэ11гт, БЕ 3732803 А1, 1989; 2620850-В1, 8713077, 1989; Выложенный Патент Великобритании А 2210159, 1989; Выложенный патент Японии й 62-218995, 1988; Авт.св-во ЧССР, РУ 7347-86, 1987; Авт.св-во ГДР, ЯР 0 01 Т/ 295 178-5, 1986; Авт.св-во НРБ, Л 76669, 1986.

28. Вахонин Ы.Е., Галль Р.Н., Гордеев О.А., Готлиб В.А., Иркаев С.Ы., Куприянов В.В. Способ градуироБки скоростной шкалы мессбау-аровского спектрометра/ Авт. св-во СССР £118210 от 03.04.84; Выложенный патент Великобритании'й 2208924; РН 2620225-В1, 8712252, 1989(Франция); Авт.св-во.НРБ, * 73671; Авт.св-во ЧССР, РУ № 733886; Ра1;еп1асЬг1П> БВ 279 593 АЗ, (ЮШ/295 177-7, 1990;0Ггеп-1в£ипезаЬгНг, ЕЕ 3728892 А1, 1989; Вылоленнна патент Японии * 62-218956, 1988.

29. Иркавв C.M., Куприянов B.B..Гордеев O.A., Мальцев D.H., Ржаков Б.И., Woолова Н.В., Бородипов А.Г., Толбухш Ф.В., Гульди-на P.M., Лапшина Н.И. Исследование метода и создание комплекса аппаратуры многомерной парамерической мэссбауэровской спектрометрии/ Отчет по НИР, тема & 0147/712, 131НИР - И, Л., НТО Ali СССР, 1985, 243 е., № гос.per. 01830346934.

30. Галль Р.Н., Иркаев О.И..Романков Л.П. Полностью^автоматизированный мбссбауэровский спектрометр/ Научная аппаратура. Цриборы и средства автоматизации для научных исследований, т. 2, J6 3, 71-74, 1987.

31. Иркаев С.М., Камзин A.C., Мальцев D.H., Каслова Н.В. Алгоритм и программ фильтрации шумов в мессбаувровской спектрометрии/ в сб. "Алгоритмы и математическое обеспечение для физических задач" (Материалы по математическому обеспечении ЭВМ), СП! им. А.Ф. иоффэ АН СССР, Л., 1987, с. 56-65.

32. Иркаев С;М..Мальцев Ю.Н., Енансв Б.й., Гордеев О .А., Куприянов В.В., Маслова Н.В., Гульдкаа P.M. Научно-методическое руководство работали по созданию спектрометра "эссбауэра/ Отчет по НИР , тема У- 0187, 145Ш1Р-Й, Л.. НТО АН ССР, 1988, 83 е., й гос. per. 0187068656.

33. Иркаев С.М. Моссбауэровсхий спектрометр. Философия проектирования и экономика / Тезисы докладов Уральской научно-технической конференция "Применение мэссбауэровской спектроскопии в материаловедении", Ижевск, 1989, с. 189.'

34.' AlexandroY M.L., Nikolaev V.l., MaltzeY Y. Ii., Itjancv B.I. SCITECOR Mossbauer Instrumentation/International Conference cn Applications of the liossbauer Effect, Hungary. Budapest, 1989, Book of Abstracts, p.17.2. ' '

35. Иркаев С.М., Камзин A.C., Куренин И.Ю., Мальцев Ю.Н., Мас-лова Н.В., Рг.;анов Б.И. Комплекс приборов многомерной параметрической мессбауэровской спектромвтрпи: Система накопления и- обработки информации/ Препринт 'Л 43, Л.: НТО АН СССР, 1990 , 30 с.

36. Александров М.Л., Бабанин В.Ф., Гладков D.B., Иркаев .С.М., Калетина Н.И., Николаев В.И. Мессбауэровская спектрометрия и контроль качества лекарственных препаратов/Препринт Je 41, Л.: НТО АН СССР, 1990, 12 с.

37. Александров М.Л., Белозерский Г.Н..Гладков Ю.В., Гришин О.В., Иркаев С.М., Николаев В.И., Семенов В.Г. Комплекс приборов

многомерной параметрической мессбауэровской спектрометрии: Itecc-бауеровский спектрометр СМ 1101TER/ Препринт Л 46, Л.: ПАП АК СССР, 1991, 25 с.

38. Гладков Ю.В., Иркаев C.U., Мальцев Ю.Н., Николаев В.И., Прытков В.Г., Семенов В.Г. Комплекс приборов многомерной параметрической мессбауэровской спектрометрии: МессбауэровскиЙ спектрометр СИ 2201ДОУ Препринт & 50, Л.: ПАП АН СССР, 1991, 20 с.

39. Иркаев С.М., Мальцев Ю.Н. Комплекс приборов многомерной параметрической мессбауэровской спектрометрии: Доплеровский модулятор для прецизионных измерений/ Препринт Jé 48, Л.: НАЛ ÁH СССР, 1991, 26 с.

40. Иркаев О.Ы., Намзин A.C., Курении И.Ю., Мальцев Ю.Н., Нас-, лова Н.В., Ржанов В.И. Комплекс приборов многомерной параметрической мессбауэровской спектрометрии: Интеллектуальная система доплеровской модуляции/Препринт J£> 49, Л.: 11Ш АН СССР, 1991,17 с.

4Í. Бородинов А.Г., Иркаев С.М., Нахабцев• Д.В., Семенов В.В., СирЕидао О.й. Комплекс приборов многомерной параметрической мессбауэровской спектрометрии: FITSMI - пакет программ математической обработки мессбауэровких спектров /Препринт Jé 47, Л.: ПАП АН СССР, 1991, 37 с.

42. Andreeva tó.A..Belozerskl O.N., Irkaev S.M., ßemenov V.G., Shumilova N.Y. Investigation of Thin Oxide 57Pe Pilma by Mossbau-er Total External Reflection /PhyB.Stat.Sol.(a), 127, 455-464, 1991.

43. Andreeva H.A..Beloaerakii Q.N. .Gladkov Y.V.,OriBhin О.У., Irkáev S.M.,Buaakov ,V.S., Semenov V.G. Depth Profiles of the Hy-perfine Fields Oistribation using Mosebauer Total External Reflection (TER)/ International Conference on the Applications of the Mosebauer Effect, China, Nanjing, 19511» Book of Absracte, p. 16.24. .

44. Иркаев О.Ы., Гладков Ю.В., Мальцев D.H., Ыаслова H.B., Толбухин Ф.В., Красильникова H.A. Исследование методов многомерной параметрической мессбауэровской спектрометрии и принципов построения мёссбауэровсккх спектрометров для исследования поверхности/ Отчет по НИР, тема 36 0114/0248, 186 НИР-И, Л..ИАП АН СССР, 1991, 173 с.гос.per. 01890078665.

45. Иркаев С.М., Камзин A.C., Курении И.О., Мальцев D.H., Мае-

лова Н.В., Ржанов Б.И. Устройство накопления мессбауэровского спектра/ Авт. св-во СССР й 172U85 от 22.11.91.

46. Иркаев С.М., Камзин А.С., Курегаш И.Ю., Мальцев Ю.Н.. Мас-ловя Н.В., Ржанов Б.И. Способ управления доплеровским модулятором мессбауэровского спектрометра/ Авт. св-во СССР й 1725103' от 08.12.91.

47. Андреева М.А., Белозерский Г.Н., Гришин О.В., Иркаев С.М., Николаев В.И., Семенов В.Г. Эффект асимметрии фона в мессбауэров-зкой спектроскопии конверсионных электронов при полном внешнем этражении/ Письма в ЖЭТФ, 55, вып.1, 62-65, 1992

48. Alexandrov H.L..Belozerskii G.N..Gladkov Yu.V., Grishin D.V., Irkaev S.M., Nikolaev V.I., Samenov V.G. SM-Series Moasbau-эг Spectrometer for Total External Reflection/ Hyperfine Interaction, 71, 1461-1463, 1992.

49. Белозерский Г.Н., Иркаев C.M., Мальцев D.H., Прытков В.П., 3жанов Б.И., Семенов В.Г. Проблемы прецизионности в мессбауэровс-сой спектрсскошш/Вопросы точности в ядерной спектроскопии, Виль-ibc, Институт физики, 1992, стр. 55-61.

50. Иркаев С.М., Андреева М.А., Семенов В.Г., Белозерский Г.Н., Гришин О.В. Мессбауэровская спектрометрия в скользящей геометрии

- метод исследования ультратонких слоев поверхности: 1. Аппаратура и методика/ Научное приборостроение, 2, й 2, 67-84, 1992.

51. Иркаев С.М., Андреева М.А., Семенов В.Г., Белозерский Г.Н., ^ршиш О.В. Мессбауэровская спектрометрия в скользящей геометрии

- метод исследования ультратонких слоев поверхности: II. Теория ю-;сбауэровских спектров при скользящих углах падения/ Научное ¡риборостроение, 2, й 4 , 43-61, 1992.

52. Andreeva М.А., Ве1оаегзк11 G.N., Iiiraev S.M., Semenov V.G., Irishin O.V. Moosbauer Total External Reflection, 1: Вазе Line of .he Spectra/ International Conference on the Application of the iossbauer Effect, Canada, Vancouver, 1993, Book of Abstracts, p. ¡.30C

53. Andreeva M.A., Belozerskii G.N., Irkaev S.M., Semeriov V.G., ¡rlshin O.V. Mossbauer Total External Reflection, 2: Four Scattering Channels/ International Conference on the Application of the ionnbauer Effect, Canada, Vancouver, 1993, Book of AbatractB, p. i.31C

54. Andreeva M.A., Belozerskii G.N., Irkaev S.M., Semenov V.G.,

Grishln O.V. Mossbauer Total External Reflection, 3: Phase Determination/ International Conference on the Application of the МоввЬаиег Effect, Canada, Vancouver, 1993, Book of Abstracts, p. 5-32B

55. Belozerskii G.N., Irkaev S.M., Semenov V.G., Pritkov V.P. The Origin of Line Broadening in Mossbauer Spectra of Goethlte Microcrystals/ International Conference on the Application of the Mossbauer Effect, Canada, Vancouver, 1993, Book of Abstracts, p. 15-55A.

56. Иркаев C.M., Мальцев Ю.Н., Маслова H.B., Толбухин Ф.В., Красильникова Н.А. Исследование и разработка методов электронной мессбвуэровской спектрометрии и полного внешнего отражения для анализа поверхности/ Отчет по НИР, тема Je 0139, НИР-И, Л., ИАП РАН, 1993, 120 е., й гос.per. 01.9.30 000626.

57. Irkaev S.M., Andreeva M.A., Belozerskii G.N., Semenov V.G., Grishln.O.V. Grazing Incidence МоввЬаиег Spectroscopy: New Method for Surface Layers Analysis. I. Instrumentation /Nucl. Instr. and Meth., B74, 545-553, 1993.

58. Irkaev S.M., Andreeva M.A., Belozerskii G.N., Semenov V.G., Grishln O.V. Grazing Incidence Mossbauer Spectroscopy: New Method for Surface layers Analysis. II; Theory of Grazing Incidence МоввЬаиег Spectra / Nucl. Instr. and Meth., B74, 554-564, 1993.

ФЛП 3.1 T.lOO 11.01.94 Бесиллт»