Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2026, выпуск 10 » Статья стр. 2082
<<<>>>
Определение толщин ультратонких пленок с субнанометровой точностью методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии
Лубенченко О.И.1, Лубенченко А.В.1, Иванов Д.А.1, Лукьянцев Д.С.1, Иванова И.В.1, Лобанов П.В.1
1Национальный исследовательский университет "Московский энергетический институт", Москва, Россия
Email: IvanovaOlI@mpei.ru, LubenchenkoAV@mpei.ru, IvanovDA@mpei.ru, LukyantsevDS@mpei.ru, IvanovaIV@mpei.ru, LobanovPV@mpei.ru
Поступила в редакцию: 14 мая 2026 г.
В окончательной редакции: 14 мая 2026 г.
Принята к печати: 14 мая 2026 г.
Выставление онлайн: 12 августа 2026 г.
PDF версия
Описана методика измерения толщин ультратонких пленок в нанометровом диапазоне методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Для определения толщин ультратонких многослойных пленок создается модель слоисто-неоднородной мишени из нескольких плоскопараллельных однородных слоев, имеющих толщину порядка нанометра, нанесенных на полубесконечную подложку. В этой модели горизонтальные неоднородности усредняются по слою, эффективная толщина которого может быть меньше толщины монослоя. Каждый слой в многослойной мишени может быть многокомпонентным. Относительная концентрация компоненты в слое рассчитывается по парциальным интенсивностям спектральных линий компонент, определенных после процедуры разложения фотоэлектронной линии на составляющие пики. Для оценки влияния эффекта многократного упругого рассеяния фотоэлектронов на результаты расчета толщин пленок проведено компьютерное моделирование методом Монте-Карло. Предложена методика определения эффективной длины затенения для верхнего слоя и подложки, основанная на локальной оценке метода Монте-Карло. Применение этих эффективных длин затенения уменьшает относительную погрешность определения толщин слоев вплоть до 1 %. Ключевые слова: ультратонкие пленки, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, многократное упругое рассеяние фотоэлектронов, метод Монте-Карло, послойный анализ, эффективная длина затенения.
  1. M.P. Seah, S.J. Spencer, F. Bensebaa, I. Vickridge, H. Danzebrink, M. Krumrey, T. Gross, W. Oesterle, E. Wendler, B. Rheinlander, Y. Azuma, I. Kojima, N. Suzuki, M. Suzuki, S. Tanuma, D.W. Moon, H.J. Lee, Hyun Mo Cho, H.Y. Chen, A.T.S. Wee, T. Osipowicz, J.S. Pan, W.A. Jordaan, R. Hauert, U. Klotz, C. van der Marel, M. Verheijen, Y. Tamminga, C. Jeynes, P. Bailey, S. Biswas, U. Falke, N.V. Nguyen, D. Chandler-Horowitz, J.R. Ehrstein, D. Muller, J.A. Dura. Surf. Interface Analysis, 36 (9), 1269 (2004). DOI: 10.1002/sia.1909
  2. J.M. Hill, D.G. Royce, C.S. Fadley, L.F. Wagner, F.J. Grunthaner. Chem. Phys. Lett., 44 (2), 225 (1976). DOI: 10.1016/0009-2614(76)80496-4
  3. M. Grundner, J. Halbritter. J. Appl. Phys., 51 (1), 397 (1980). DOI: 10.1063/1.327386
  4. B.R. Strohmeier. Surf. Interface Analysis, 15 (1), 51 (1990). DOI: 10.1002/sia.740150109
  5. A. Jablonski, C.J. Powell. J. Phys. Chem. Reference Data, 49 (3), 033102 (2020). DOI: 10.1063/5.0008576
  6. A. Jablonski. Surf. Sci., 688, 14 (2019). DOI: 10.1016/j.susc.2019.05.004
  7. K.J. Kim, Y.-S. Kim, J.S. Jang, J.W. Kim, K.W. Kim. Metrologia, 45 (5), 507 (2008). DOI: 10.1088/0026-1394/45/5/003
  8. K.J. Kim, J.S. Jang, J.-H. Lee, Y.-J. Jee, C.-S. Jun. Anal. Chem., 81 (20), 8519 (2009). DOI: 10.1021/ac901463m
  9. C.-O.A. Olsson, D. Landolt. Corrosion Sci., 46 (1), 213 (2004). DOI: 10.1016/S0010-938X(03)00139-2
  10. M. Medic Ilic, N. Bundaleski, N. Ivanovic, O.M.N.D. Teodoro, Z. Rakovcevic, D. Minic, N. Romvcevic, I. Radisavljevic. Vacuum, 176, 109340 (2020). DOI: 10.1016/j.vacuum.2020.109340
  11. A.V. Lubenchenko, A.A. Batrakov, A.B. Pavolotsky, O.I. Lubenchenko, D.A. Ivanov. Appl. Surf. Sci., 427, 711 (2018). DOI: 10.1016/j.apsusc.2017.07.256
  12. D.S. Lukyantsev, A.V. Lubenchenko, D.A. Ivanov, V.P. Budaev, I.N. Pavlov, O.N. Pavlov, O.I. Lubenchenko. Yadernaya fizika i inzhiniring, 15 (4), 400 (2024). DOI: 10.56304/S2079562923030259 [Phys. Atomic Nuclei, 86 (10), 2344 (2023). DOI: 10.1134/S1063778823100290]
  13. I.M. Band, Yu.I. Kharitonov, M.B. Trzhaskovskaya. Atomic Data and Nuclear Data Tables, 23 (5), 443 (1979). DOI: 10.1016/0092-640X(79)90027-5
  14. T.A. Carlson. Surf. Interface Analysis, 4 (4), 125 (1982). DOI: 10.1002/sia.740040402
  15. S. Agostinelli, J. Allison, K. Amako, J. Apostolakis, H. Araujo, P. Arce, M. Asai, D. Axen, S. Banerjee, G. Barrand, F. Behner, L. Bellagamba, J. Boudreau, L. Broglia, A. Brunengo, H. Burkhardt, S. Chauvie, J. Chuma, R. Chytracek, G. Cooperman, G. Cosmo, P. Degtyarenko, A. Dell'Acqua, G. Depaola, D. Dietrich, R. Enami, A. Feliciello, C. Ferguson, H. Fesefeldt, G. Folger, F. Foppiano, A. Forti, S. Garelli, S. Giani, R. Giannitrapani, D. Gibin, J.J. Gomez Cadenas, I. Gonzalez, G. Gracia Abril, G. Greeniaus, W. Greiner, V. Grichine, A. Grossheim, S. Guatelli, P. Gumplinger, R. Hamatsu, K. Hashimoto, H. Hasui, A. Heikkinen, A. Howard, V. Ivanchenko, A. Johnson, F.W. Jones, J. Kallenbach, N. Kanaya, M. Kawabata, Y. Kawabata, M. Kawaguti, S. Kelner, P. Kent, A. Kimura, T. Kodama, R. Kokoulin, M. Kossov, H. Kurashige, E. Lamanna, T. Lampen, V. Lara, V. Lefebure, F. Lei, M. Liendl, W. Lockman, F. Longo, S. Magni, M. Maire, E. Medernach, K. Minamimoto, P. Mora de Freitas, Y. Morita, K. Murakami, M. Nagamatu, R. Nartallo, P. Nieminen, T. Nishimura, K. Ohtsubo, M. Okamura, S. O'Neale, Y. Oohata, K. Paech, J. Perl, A. Pfeiffer, M.G. Pia, F. Ranjard, A. Rybin, S. Sadilov, E. Di Salvo, G. Santin, T. Sasaki, N. Savvas, Y. Sawada, S. Scherer, S. Sei, V. Sirotenko, D. Smith, N. Starkov, H. Stoecker, J. Sulkimo, M. Takahata, S. Tanaka, E. Tcherniaev, E. Safai Tehrani, M. Tropeano, P. Truscott, H. Uno, L. Urban, P. Urban, M. Verderi, A. Walkden, W. Wander, H. Weber, J.P. Wellisch, T. Wenaus, D.C. Williams, D. Wright, T. Yamada, H. Yoshida, D. Zschiesche. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A, 506, 250 (2003). DOI: 10.1016/S0168-9002(03)01368-8
  16. F. Salvat, J.M. Fernandez-Varea, J. Sempau. Workshop Proceedings (Universitat de Barcelona, Barcelona, Spain, 2006), p. 7
  17. H. Hirayama, Y. Namito, W.R. Nelson, A.F. Bielajew, S.J. Wiederman. The EGS5 code system: SLAC-Report-730 (Stanford University, Stanford, 2005)
  18. F. Brown, B. Kiedrowski, J. Bull. MCNP5-1.60 release notes: Report No. LA-UR-10e06235. Los Alamos (Los Alamos National Laboratory, 2010)
  19. J.P. Archambault, E. Mainegra-Hing. Phys. Medicine and Biology, 60 (13), 4951 (2015). DOI: 10.1088/0031-9155/60/13/495
  20. A. Jablonski, J. Zemek. Surf. Sci., 600 (19), 4464 (2006). DOI: 10.1016/j.susc.2006.07.011
  21. А.В. Лубенченко, О.И. Лубенченко, Д.А. Иванов, Д.С. Лукьянцев, А.Б. Паволоцкий, О.Н. Павлов, И.В. Иванова. ЖТФ, 94 (8), 1229 (2024). DOI: 10.61011/JTF.2024.08.58550.112-24 [A.V. Lubenchenko, O.I. Lubenchenko, D.A. Ivanov, D.S. Lukyantsev, A.B. Pavolotsky, O.N. Pavlov, I.V. Ivanova. Tech. Phys., 69 (8), 1137 (2024). DOI: 10.61011/TP.2024.08.59000.112-24]

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2026 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme