La riflessione di elettroni ad alta energia (in sigla RHEED, dall'inglese Reflection high-energy electron diffraction) è una tecnica di diffrazione utilizzata per caratterizzare la superficie dei materiali cristallini.
Caratteristiche Sfruttando piccoli angoli di incidenza, i sistemi RHEED raccolgono informazioni esclusivamente dallo strato superficiale del campione, il che distingue la RHEED da altri metodi di caratterizzazione dei materiali che si basano anch'essi sulla diffrazione di elettroni ad alta energia. La microscopia elettronica a trasmissione, un altro metodo comune di diffrazione elettronica, analizza principalmente la massa del campione in funzione della geometria del sistema, e può solo in casi particolari fornire informazioni sulla superficie. Anche la diffrazione di elettroni a bassa energia (LEED) è sensibile alla superficie, ma la LEED raggiunge tale sensibilità attraverso l'uso di elettroni a energie minori.
L'apparato sperimentale richiede una sorgente di elettroni, tipicamente un cannone, uno schermo rilevatore fotoluminescente e un campione con una superficie pulita, sebbene i moderni sistemi RHEED dispongano di componenti aggiuntivi per ottimizzare la tecnica. Il cannone elettronico genera un fascio di elettroni che colpisce il campione con un angolo molto piccolo rispetto alla superficie del campione. Gli elettroni incidenti si diffraggono sugli atomi del materiale, e una piccola frazione di questi interferisce in modo costruttivo a angoli specifici, formando figure regolari sul rilevatore. Gli elettroni interferiscono in base alla posizione degli atomi sulla superficie del campione, quindi il pattern di diffrazione sul rilevatore è una funzione della superficie del campione.
Componenti Come proiettili, possono essere utilizzati elettroni con energie comprese tra i 5 e i , generati da semplici cannoni elettrostatici o da sistemi più avanzati. Il fascio di elettroni può essere focalizzato da lenti magnetiche per aumentarne la precisione.. Tipicamente, il portacampione è alloggiato su un disco rotante per permettere agli elettroni di incidere sulla superficie da diverse direzioni cristallografiche.
Per ridurre le contaminazioni e il rumore di fondo, è importante che il sistema operi in regime di ultra alto vuoto. Seppur un filtro energetico non sia necessario a causa della grande differenza di energia tra gli elettroni diffusi elasticamente dalla superficie e quelli di fondo riflessi in modo non elastico, apparati più sofisticati implementano filtri appositi nel per misure più fini.
Note
Bibliografia
Categoria:Cristallografia