Глубина проникновения электронов при различных энергиях первичного пучка

Обазец	E p,эВ			Глубина, Å
Si (111)		2705020°50 17°42 28°10	49°10 39°20 27°20 33°20	4±1 4±1 5±1 9±1

Таким образом, при угле падения порядка 30° в интервале 100-300 эВ глубина проникновения меняется от 4 до 9 Å. Следовательно, в формировании дифракционной картины участвуют до семи атомных слоев, что согласуется с литературными данными. При расчете теоретической зависимости интенсивности дифрагированного луча от энергии падающих электронов I _теор= f(E) учитывали изменение интенсивности за счет поглощения в образце: атомные факторы рассеяния луча атомами разных слоев брали с поправкой, вносимой фактором затухания. При расчете учитывали также изменение усредненного потенциала в приповерхностном слое (см. табл. 7.2). При наилучшем совмещении экспериментальной и расчетной зависимостей интенсивности от энергии, наблюдаемом при 30° (рис. 7.14), получены оп
тимальные межслойные расстояния (рис. 7.15).

Обнаружено «разрыхление» структуры в поверхностном слое кристаллического кремния. Увеличение межплоскостных расстояний в приповерхностной области наблюдается при попеременном увеличении и уменьшении межслойных расстояний, объемные («нормальные») значения которых составляют 0,78 и 2,34 Å (см. рис. 7.15). Эти изменения быстро затухают, и на глубине – 10 Å межслойные расстояния практически соответствуют объемным значениям. Так, расстояние между двумя верхними слоями атомов изменяется от 0,78 (объемное значение) до 1,1 Å. Это соответствует растяжению межслойного расстояния примерно на 40 % и 10 %-ному увеличению длины связи между ближайшими соседями в поверхностном слое. Следующее межслойное расстояние уменьшается от 2,34 до 2,07 Å, что эквивалентно укорочению длины связи примерно на 12 %. Такое поочередное увеличение и уменьшение межслойных расстояний не противоречит современным представлениям квантовой химии: при упрочнении определенных связей соседние связи ослабевают. Такая структура для поверхности Si(111)-(1´1) ближе к тригонально-пирамидальной конфигурации связей (р ³).Суммарное воздействие поочередного изменения межслойных расстояний при­водит к уменьшению плотности приповерхностного слоя Si(111) по сравнению с объемом («разрыхление»). Поверхностная ячейка испытывает асимметричное искажение.

Уменьшение внутреннего потенциала к поверхностному слою (по сравнению с объемом) соответствует появлению эффекта "разрыхления" структуры поверхности.