• Роль поверхности и границ раздела в современной технологии и физике неорганических материалов
• Краткий исторический обзор развития физики поверхности и тонких пленок.
• Взаимосвязь современной физики поверхности и границ раздела с другими областями физики, техники и технологии.

• Теоретический, экспериментальный и прикладной интерес к многослойным структурам полупроводников и магнитных материалов.
• Композиционные и легированные полупроводниковые сверхрешетки. Расположение краев зоны проводимости и валентной зоны в сверхрешетках различных типов.
• Энергетическая структура и электронный спектр сверхрешетки; расщепление энергетической зоны кристалла на минизоны потенциалом сверхрешетки.
• Низкоразмерные и квантовомеханические эффекты в полупроводниковых структурах.
• Магнитные мультислои, их структура и физические свойства; схема единичной ячейки простой магнитной сверхрешетки; особенности статических магнитных свойств и коллективных возбуждений в магнитных сверхрешетках.
• Гигантское магнетосопротивление в магнитных мультислоях; отличие гигантского магнетосопротивления от классического магниторезистивного эффекта; физический механизм явления на основе спин-зависимого рассеяния электронов на границах раздела магнитных мультислоев.
• Примеры использования физических явлений в полупроводниковых сверхрешетках и магнитных мультислоях в технических устройствах.

• Симметрия поверхности. Подложка, кромка, адсорбат. Двумерные решетки Браве.
• Релаксация, реконструкция и дефекты поверхности.
• Описание структур верхних слоев. Матричный способ обозначений структур верхних атомных слоев. Обозначения Вуда.
• Обратная двумерная решетка. Стержни обратной решетки. Обратная решетка и дифракция электронов. Построение Эвальда для двумерной дифракции.
• Структурные модели границ раздела твердое тело - твердое тело. Различные типы границ раздела. Гетерофазные границы.

• Краткий сравнительный обзор наиболее распространненых технологий - молекулярно-лучевой эпитаксии, рост из газовой фазы с использованием металлорганических соединений, жидкостная эпитаксия.
• Зародышеобразование и рост тонких пленок. Поверхностные процессы, происходящие при выращивании тонкой пленки (поверхностная диффузия, взаимодиффузия, встраивание в решетку, поверхностная аггрегация).
• Молекулярно-лучевая эпитаксия (МЛЭ) - самая распространенная технология выращивания тонких пленок, полупроводниковых и магнитных сверхрешеток; особенности и преимущества метода МЛЭ в сравнении с другими технологиями.
• Сверхвысокий вакуум, подготовка и очистка поверхности подложек в МЛЭ.
• Устройство и принцип работы простейшей установки МЛЭ; эффузионные ячейки для испарения материалов, осаждаемых на подложку; наиболее важные зоны технологического процесса - зона генерации молекулярных пучков, зона смешения испаряемых материалов, зона кристаллизации на подложке.
• Типы роста эпитаксиальных структур; послойный рост (механизм Франка - ван дер Мерве), образование слоя с островками (рост Странски - Крастанова), Образование островков (рост Вольмера - Вебера), статистическое осаждение.
• Возможности анализа эпитаксиальных слоев в процессе роста (оже-электронная спектроскопия, масс-спектроскопия, дифракция отраженных быстрых электронов и др.).
• Современные промышленные автоматизированные многокамерные комплексы для выращивания эпитаксиальных структур методом МЛЭ.

• Явление вторичной электронной эмиссии - основа современной электронной спектроскопии. Спектр вторичных электронов. Упруго отраженные электроны, неупруго отраженные электроны и истинно вторичные электроны. Количественные характеристики вторичной электронной эмиссии (коэффициент вторичной электронной эмиссии, коэффициент упругого отражения электронов, коэффициент истинно вторичной эмиссии).
• Зависимость коэффициента вторичной электронной эмиссии от энергии первичных электронов. Критические энергии или критические потенциалы. Особенности вторичной электронной эмиссии в металлах, диэлектриках и полупроводниках.
• Зависимость коэффициента упругого отражения электронов от энергии первичных электронов и атомного номера элемента.
• Упругое отражение электронов вблизи пороговых энергий элементарных возбуждений электронов твердого тела. Тонкая структура зависимости коэффициента упругого отражения электронов от энергии первичных электронов. Объяснение этой структуры на примере спектров и энергетической диаграммы монокристалла NaCl.
• Электронные процессы, лежащие в основе различных методов электронной спектроскопии. Фотоэффект и оже-процесс. Ионизационные и характеристические потери энергии электронов.
• Краткие сравнительные характеристики основных методов исследования поверхности. Методы определения структуры поверхности (дифракция медленных электронов, дифракция отраженных быстрых электронов). Методы определения состава поверхности и химического состояния атомов на поверхности (электронная оже-спектроскопия, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия, спектроскопия характеристических потерь энергии электронов, спектроскопия потенциала появления, спектроскопия ионизационных потерь).

• Анализ энергии вторичных электронов в электронной спектроскопии (энергоанализаторы задерживающего поля, цилиндрический зеркальный анализатор).
• Электронные спектрометры. Блок-схема простейшего спектрометра. Современные автоматизированные комплексы для исследования поверхности.
• Электрическое дифференцирование кривой распределения вторичных электронов по энергиям. Метод модуляции задерживающего или отклоняющего потенциала. Влияние амплитуды модуляции на форму и ширину пиков.
• Комплексное исследование вторично-эмиссионных свойств поверхности твердого тела методами электронной спектроскопии. Блок-схема комплекса аппаратуры. Коммутация режимов работы для реализации различных методов (электронная оже-спектроскопия, дифракция медленных электронов, спектроскопия характеристических потерь энергии электронов, спектроскопия потенциалов исчезновения, спектроскопия пороговых потенциалов, ионизационная спектроскопия).

• Количественный анализ в методе электронной оже-спектроскопии. Факторы, влияющие на интенсивность оже-пика. Метод коэффициентов элементной чувствительности. Применение электронной оже-спектроскопии для изучения механизмов роста пленок при МЛЭ. Послойный анализ тонких пленок.
• Спектроскопия характеристических потерь энергии электронов. Природа характеристических потерь энергии электронов. Плазменные колебания. Вывод формулы для энергии объемных плазмонов в твердом теле. Объемные и поверхностные плазмоны. Спектроскопия характеристических потерь энергии электронов высокого разрешения.
• Дифракция медленных электронов. Поверхностная чувствительность метода. Схема эксперимента. Дифракционная картина - проекция обратной двумерной решетки на плоскость экрана.
• Дифракция отраженных быстрых электронов (ДОБЭ). Геометрия эксперимента. Преимущества метода для контроля процесса роста пленки непосредственно в камере установки МЛЭ. Поверхностная чувствительность метода. Определение параметров кристаллической решетки из дифракционной картины.
• Применение ДОБЭ для исследования микроморфологии поверхности и послойного роста пленок в процессе МЛЭ. Влияние дефектов поверхности на дифракционную картину в методе МЛЭ. Осцилляции интенсивности зеркального рефлекса при двумерно-слоевом росте пленок в процессе МЛЭ. Экспериментальные методы регистрации осцилляций.

Лабораторная работа № 2. (8 час.)
Изучение плазменных колебаний в твердом теле методом спектроскопии характеристических потерь энергии электронов.

Лабораторная работа № 3. (8 час.)
Определение контактной разности потенциалов и работы выхода электронов методом электронного пучка.

Лабораторная работа № 4. (8 час.)
Физические основы электронной оже-спектроскопии.

Лабораторная работа № 5. (8 час.)
Работа с откачным оборудованием сверхвысокого вакуума.

Лабораторная работа № 6. (8 час.)
Получение пленок и структур методом МЛЭ на установке "Ангара".

Лабораторная работа № 7. (8 час.)
Получение тонкопленочных покрытий термическим испарением на установке ВУП-5.

Лабораторная работа № 8. (8 час.)
Наблюдение остаточной атмосферы в установке напыления масс-спектрометром МХ-7304.

Лабораторная работа № 9. (8 час.)
Методы контроля поверхности образцов с помощью дифракции быстрых электронов.

Лабораторная работа № 10. (8 час.)
Управление технологическим процессом с помощью автоматической системы управления (АСУ).

Лабораторная работа № 11. (8 час.)
Программирование технологического процесса напыления с помощью АСУ ТП.

1. Зенгуил Э. Физика поверхности. - М.: Мир, 1990. - 536 с.
2. Херман М. Полупроводниковые сверхрешетки. Ц М.: Мир, 1989. - 240 с.
3. Молекулярно-лучевая эпитаксия и гетероструктуры /Под ред. Л. Ченга, К. Плога. Ц М.: Мир, 1989. - 584 с.
4. Фельдман Л., Майер Д. Основы анализа поверхности и тонких пленок. - М: Мир, 1989. - 344 с.
5. Вудраф Д., Делчар Т. Современные методы исследования поверхности. - М: Мир, 1989. - 564 с.
6. Анализ поверхности методами оже- и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии / Под ред. Д. Бриггса, М.П. Сиха. - М.: Мир, 1987. - 600 с.
7. Еловиков С.С. Электронная спектроскопия поверхности и тонких пленок: Учеб. пособие. - М.: Изд-во МГУ, 1992. - 94 с.
8. Физические основы, аппаратура и методы электронной спектроскопии : Метод. указания к лабораторным работам / Сост. Паршин А.С. - Красноярск: САА, 1993. - 28 с.
9. Эмиссионная электроника: Метод. указания к лабораторным работам / Сост. Паршин А.С. - Красноярск: САА, 1994. - 38 с.
10. Вакуумная технология: Лабораторный практикум по курсу "Технология электронного машиностроения" /Под. Ред. проф. Докт. Физ.-мат. Наук С.Г. Овчинникова. - Красноярск: САА, 1994. - 85 с.

1. Luth H. Surface and Interfaces of Solids. Springer Series in Surface Science 15. Ц Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 1993. - 356 p.
2. Ковалев А.И., Щербединский Г.В. Современные методы исследования поверхности металлов и сплавов. - М: Металлургия, 1989. - 192 с.
3. Шульман А.Р., Фридрихов С.А. Вторично-эмиссионные методы исследования твердого тела. - М.: Наука, 1977. - 551 с.
4. Лифшиц В.Г. Электронная спектроскопия и атомные процессы на поверхности кремния. - М.: Наука, 1985. - 200 с.