Elektronların katı ortamda penetrasyonunun Monte Carlo yöntemiyle incelenmesi

Abstract

Elektron katı etkileşmelerine dayalı, elektron mikroskopisi ve spektroskopisi teknikleri materyallerin yüzey analizi için yaygınca kullanılır. Elektron katı etkileşmelerinde yer alan çeşitli fiziksel süreçlerin ayrıntılı bir şekilde anlaşılmasını sağlayan elektron transport çalışmaları, bu teknikler için çok önemlidir. Bu fiziksel süreçler, esnek ve esnek olmayan saçılmalardır. Bu çalışmada orta enerji bölgesinde elektronların geçiş, yansıma ve soğurulma katsayıları metalik katılar için Monte Carlo yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Ayrıca geçen ve yansıyan elektronların enerji ve açısal dağılımları da elde edilmiştir. Esnek saçılmalar, spin rölativistik düzeltmeli perdeli Rutherford diferansiyel tesir kesiti ve NIST (National Institute of Standards and Technology) veritabanı kullanılarak tanımlanmıştır. Esnek olmayan saçılmalar, genelleştirilmiş osilatör şiddetine dayalı Liljequist modeli ve Gryzinski yarı-ampirik ifadesiyle incelenmiştir. Bu saçılma modeli 500 keV'e kadar geçerlidir. Elektron geçme-yansıma olasılıkları ve enerji-açısal dağılım hesapları, deneysel sonuçlarla karşılaştırılarak tartışılmıştır. Genel olarak, simülasyon sonuçları diğer simülasyonlar ve deneysel sonuçlar ile iyi bir uyum içindedir.

The electron microscopic and spectroscopic techniques are widely used for surface analysis of materials which these techniques relies on electron solid interaction. The study of electron transport is very important to these techniques for a detailed understanding of a variety of physical processes involved in the electron solid interaction. These physical processes comprise elastic and inelastic scatterings. In this thesis the transmission, reflection and absorption coefficients of electrons in the medium energy region are investigated by using Monte Carlo methods for metallic solids. Also the transmitted and reflected electron energy and angular distributions are obtained. Elastic scatterings are described by using the screened Rutherford differential cross section with a spin relativistic correction and NIST (National Institute of Standards and Technology) database. Inelastic scatterings are treated on the basis of generalized oscillator strength Liljequist's model and Gryzinski's semi-empirical expression. This scattering model is accurate in the energy about 500 keV. The calculations of electron transmitted-reflected probabilities and energy-angular distributions are discussed in comparison experimental results. In general, the simulation results are in good agreement with other simulations and experimental results.