Физика/ 2.Физика твердого тела.

К.ф.-м.н. Мельничук И.А., Васько Е.И.

Донецкий национальный университет, Украина

Экстремальный разброс по углам вылета электронов, рассеянных пленкой с ПДС, при различных углах падения

Как было показано в работах [1-3], тонкие одноосные плёнки с осью лёгкого намагничивания перпендикулярной поверхности плёнки, содержащие полосовую доменную структуру (ПДС), анизотропным образом влияют на рассеяние заряженных частиц и обуславливают проявление некоторых ориентационных эффектов. В зависимости от условий рассеяния (значений начальных углов и энергии частиц, параметров плёнки) плёнка с ПДС по-разному отклоняет пучок. Цель работы - исследование влияния угла скольжения на направления вылета электронов в полярной плоскости, рассеянных плёнкой с ПДС, с наиболее сильными отклонениями относительно их начального направления.

Ориентация падающего пучка относительно ПДС задается углом скольжения α и азимутальным углом β, ориентация рассеянного потока определяется полярным δ и азимутальным φ углами вылета. Значение α измеряется между вектором скорости падающей частицы и его проекцией на плоскость плёнки, β – угол между проекцией этой скорости на поверхность плёнки и доменной стенкой; значения углов δ и φ измеряются аналогично углам α и β, но для рассеянной частицы. Распределения поля рассеяния ПДС определены методом магнитных зарядов, траектории движения электронов определялись численно с учетом действия на частицу силы Лоренца, прицельный параметр по оси ОХ варьируется в пределах периода ПДС (Р₀), а по вертикальной оси имеет значение Р₀. При вычислениях полагалось, что при столкновении электрона с поверхностью он отражается под зеркальным углом, теряя при этом постоянную долю от своей начальной энергии.

Проведены расчеты для пучка электронов с энергиями 100 и 500 эВ, рассеянных плёнкой с параметрами (4πМ=17900Гс, P₀/h=10, h=1мкм). Определялись углы вылета δ при изменении начального угла скольжения α в диапазоне 0.5˚÷8˚. При изучении экстремального разброса по полярному углу вылета частиц, движущихся в магнитном поле ПДС, интерес представляет рассеяние, сопровождающееся столкновениями электронов с поверхностью плёнки. Расчет показывает [1], что именно при ориентациях первичного пучка, допускающих эти столкновения, происходят к значительным отклонениям рассеянных частиц от направления зеркального отражения.

Значения максимального и минимального значений полярного угла вылета обозначим δА (на рисунках - круги) и δВ (на рисунках - квадраты), начальную ориентацию пучка относительно доменной границы ПДС, при которой происходит отклонение пучка в эти направления - βА (круги) и βВ (квадраты) соответственно.

Построены зависимости δА(α)-α и δВ(α)-α (Рис.1a), отображающие отклонение вылетевших электронов от направления зеркального отражения. В диапазоне α 0.5˚÷8˚ зависимость δА(α)-α носит немонотонный характер, а δВ(α)-α монотонно убывает.

Сравнение зависимостей δА(α)-α, полученных для электронов различных энергий, показывает, что чем меньше их энергия, тем они испытывают более сильное отклонение полем (на рисунке 1a значения δА, полученные для частиц с Е=100 эВ, значительно превышают соответствующие значения для частиц с Е=500 эВ). Что касается δВ(α)-α, то значения, полученные для электронов с Е=100 эВ и Е=500 эВ, отличаются друг от друга незначительно.

Каждая точка на зависимостях βА(α) и βВ(α) определяет начальное направление пучка относительно ПДС, необходимое для реализации отклонения полями плёнки электронов на экстремальные полярные углы вылета (Рис. 1b). Видно, что в диапазоне α от 0.5˚ до 8˚, увеличение начального угла скольжения должно приводить к уменьшению начального отклонения первичного пучка от доменной границы для того, чтобы получить отклонение пучка в полярной плоскости с экстремальными значениями угла вылета.

Т.о. показано, что увеличение угла скольжения приводит к заметным изменениям экстремальных значений полярного угла вылета.

Рис. 1. Влияние угла скольжения на экстремальные отклонения рассеянных электронов по углу вылета (а) и на начальные ориентации первичного пучка при которых достигаются эти экстремальные отклонения (b).

Литература:

1. Васько Е.И. // Мат. XV межд. конф. Взаимодействие ионов с поверхностью, 2001, Т.1, с.230.

2. Васько Е.И., Мельничук П.И. // Известия Академии наук. Серия физическая, 2004, Т. 68, №3, с.370-373.

3. Мельничук И.А., Васько Е.И., Гавриленко С.В. // ЖТФ, 2008, вып. 9, т. 78, с. 107-111.