创立的场发射电流“涨落法”【2?。它是微观实验手段PHFEM和基本研究方法(2)的结台。在PHFEM中,从tiP上某一微区(大约50~100埃)发射的电流经过荧光屏上的小孔(直径约1.5mm)后披收集、放大和洲鼙。当tip上吸附了某种原f而.清洁表面的功函数将随之改变。根据(1—2—1)可知,当破删微区中吸刚原f的数目由于表面扩散而有一个小的涨落时.来自被洲微区的探孔电流也相应地有一个6涨落。一个涨落的平均弛豫时问t。,定义为一个吸附原子从微区中心运动剑边缘所需的时间。Ehrlich&Hudden从实验上证实吸附原子的方均位移是扩散时问的线性函数,即”·:<x2>=D,/口(131)口=i/2(一维运动)口=1/4(二维运动)若微区的半径为%t则有如下关系式:70=%‘/4D(1—32)如累能得到吸附原子密度涨落的时间自相关函数(此函数在r,、时间内衰减F击)和相应的探孔电流涨落的时间自相关幽数(即理论表达式),然后再从实验上测餐探孔电流随时间的涨落规律并与理论益线相比较,就可以得到式(卜3—2)中的平均弛豫时间,进而计算出表面扩散系数。还可以做出logD~l/T曲线,根据式(1—1—1),由曲线的斜率和截距便可确定D。和E的值。为了简单起见,仅考虑在被探测微医内的吸附原子对探孔电流的影响(这只是主要影响,实际上在被测微区以外的吸附原子也对探孔电流有微弱的影响)。定义由于吸附原子覆盖度C(C=ha附原子数/最大吸附量)的变化而引起的探孔电流的涨落为:占lni=in卜lnf(卜3—3)式中f为被探测微区的平均电流。根据(卜2—1)所表示的含义,在外加电场不变的情况下,可以将上式改写为:Jlnf=C】配+C2影(卜3—4)式中Cl=8InB/#C,C2=一109X108≯啦/F。另外,在清洁金属表面上由于吸附原子而引起的表面功函数的变化为:彤=(2,r_P/爿)却(卜3—5)7
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