БП_Отзыв оппонента Мартыненко (Создание высокоточных методов анализа твердых тел на основе расшифровки данных электронной спектроскопии методами инвариантного погружения)

ОтзывОфициального оппонента на диссертационную работу Капли Павла Сергеевича«Создание высокоточных методов анализа твердых тел на основе расшифровки данныхэлектронной спектроскопии методами инвариантного погружения», представленную насоискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности01.04.04 – физическая электроникаРабота посвящена развитию методов анализа твердых тел на основе методовэлектронной спектроскопии (ЭС). Начало 20 века ознаменовалось быстрым развитиемэлементнойбазыприборовэлектроннойспектроскопии:сейчасразрешениеэнергоанализаторов составляет сотые доли электронВольта, степень монохроматичностирентгеновских и электронных зондов достигает десятой доли эВ.

Эти возможностиаппаратуры ЭС позволили реализоваться спектроскопии пиков упруго-отраженныхэлектроновилиэлектроннойметодикеспектровобратногорассеяния(RBS).Возможности рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, появившиеся вследствиевозросшей точности измерения спектров в широком интервале углов визирования,оказались невостребованными по причине отсутствия адекватных методов расшифровкиизмеряемых сигналов.

В настоящее время для определения компонентного и послойногосостава образцов на основе ЭС используют методики, разработанные в 70-80 годыпрошлого века. Актуальность диссертации П.С. Капли определяется сложившимсянесоответствием между возросшими возможностями экспериментального оборудованияи объяснением сигналов ЭС в рамках чрезвычайно упрощённых теоретических моделей.Диссертация П.С. Капли «Создание высокоточных методов анализа твердых телна основе расшифровки данных электронной спектроскопии методами инвариантногопогружения» состоит из введения, четырёх глав и заключения. Во введении данообоснование актуальности темы, сформулированы цели исследования, показана новизнаи актуальность работы, изложены выносимые на защиту положения, а также приведеныданные об апробации работы.В первой главе автор подверг критическому анализу модели формированияспектров ЭС, используемые в современных методиках исследования образцов.Поднимается вопрос о состоятельности существующих подходов к анализу образцов,поскольку определение состава образца по измеренным спектрам представляет собойобратную задачу, которая относится к классу некорректных задач математическойфизики.

Наиболее эффективным методом решения обратных задач Автор считаетпроцедуру подбора, комфортная реализация которой требует создания методов быстрогои максимально точного решения прямых задач. Указанным критериям, как показано вдиссертации, не удовлетворяют используемые сегодня для описания формированиясигналов ЭС: моделирование методом Монте-Карло (МК) (низкое быстродействие);транспортное приближение (низкая точность).

Поскольку интенсивность пика без учетапотерь энергии не позволяет определить послойный состав компоненты образца,строится методика расчета сигналов ЭС в широком интервале потерь энергии.Во второй главе соискателем строится набор уравнений для плотностей потоковэлектронов, являющихся сигналами в наиболее популярных методиках электроннойспектроскопии. Граничные задачи для уравнения переноса и уравнения переноса свнутренними источниками решаются методом инвариантного погружения.

Уравнениязаписаны для коэффициентов, определяющих вклад потери энергии в результате kнеупругих рассеяний. Созданная в диссертации методика позволяет представить сигналырентгеновскихфотоэлектронныхспектров(РФЭС),Оже-спектроскопии,характеристических потерь энергии (ХПЭ) в единой форме. Именно это представлениепозволило сформулировать единый подход для восстановления сечений неупругогорассеяния на основе процедуры подбора.Третья глава посвящена созданию методов решения полученных уравнений наоснове численных методов, малоуглового приближения (МП) и Монете-Карло.

МетодМогте-Карло использовался для оценки погрешностей малоуглового приближения.Важными качествами созданных в работе методов расчета спектров ЭС является ихвысокая точность быстродействие.В четвертой главе диссертации представлены основные результаты, полученныена основе применения созданных методов для описания и анализа сигналов ЭС с цельюисследования твердотельных образцов.

Рассмотрены возможности, которые создаетразвитая в диссертации методика, для анализа образцов на основе спектроскопииотраженных электронов (СОЭ), Оже-спектроскопии, рентгеновской фотоэлектроннойспектроскопии и спектроскопии пиков упруго-отраженных электронов (СПУЭ). Здесьнаряду с расчетами представлены энергетические спектры СОЭ и СПУЭ, измеренныеАвтором диссертации на установке Нанофаб 25, Наноцентра НИУ МЭИ. Описанные вработе методы обработки спектров позволили определить толщину слоя золота,напыленного на кремний, с монослойной точностью. В четвертой главе, на основепроцедуры подбора, как из ХПЭЭ спектров, так и с использованием РФЭС спектров, вдвух и трехслойной моделях мишени, определяются дифференциальные по энергиисечения неупругого рассеяния.

Восстановленные на основе подбора сечения неупругогорассеяния описывают спектры ХПЭ и РФЭС с одинаковой, удовлетворительнойточностью. Автор анализирует физические эффекты, возникающие в процессемногократного упругого рассеяния электронов, формирующих РФЭС спектры – это«явление поворота тела яркости» и «эффект влияния подстилающей поверхности».Отмечаются факторы, влияющие на величину погрешности, возникающей в результатепренебрежения эффектами упругого рассеяния.Заключительный раздел содержит основные выводы диссертационной работы.П.С.

Каплей продемонстрировано профессиональное владение современнымиметодами теории переноса. Он одинаково хорошо владеет методиками, используемымикак в оптических задачах, так и в задачах многократного рассеяния атомных частиц. Этопозволило создать модель описания энергетических и угловых распределенийэлектронов в спектрах Оже, РФЭС, ХПЭ, спектроскопии пиков упруго-отраженныхэлектронов и спектроскопии отраженных электронов. Последовательно решенанекорректная с математической точки зрения задача определения сечений неупругогорассеяния. Выполнено экспериментальное исследование нанопокрытий на основеспектроскопии пиков упруго-отраженных электронов и спектроскопии отраженныхэлектронов.Наряду с вышеизложенными оценками следует сделать ряд замечаний.Сравнение расчетов с экспериментальными результатами проведено только дляобратного рассеяния электронов от пленки золота на кремнии, измеренного самимавтором на установке НаноФаб25 в МЭИ.

В то же время, заявленное описаниерентгеновских фотоэлектронных спектров, Оже-спектроскопии, характеристическихпотерь энергии не протестировано сравнением с экспериментами. В тексте присутствуетбольшое количество сокращений, что вызывает затруднения при чтении.Сделанные замечания не влияют на общую положительную оценку диссертации,и не затрагивают сути полученных результатов. В оправдание автора можно сказать, чтовысокий научный уровень является гарантией правильности и адекватности результатов,которые пока еще не протестированы сравнением с экспериментом.Автореферат правильно и полно отражает содержание диссертации. Ее материалысвоевременно опубликованы в ведущих журналах (18 статей, опубликованных вроссийских и иностранных изданиях, входящих в список ВАР), докладывались нароссийских и международных конференциях.По объему, новизне, значимости для практики и качеству проведенныхисследований диссертационная работа удовлетворяет всем требованиям Положения «Оприсуждении ученых степеней», предъявляемым к кандидатским диссертациям (пункт9), а ее автор, П.С.

Капля, заслуживает присуждения ученой степени кандидата физикоматематических наук по специальности 01.04.04 – физическая электроника.Мартыненко Юрий Владимировичд.ф.-м.н. по специальности 01.04.04. – физическая электроникаГлавный научный сотрудникКурчатовского ядерно-технологического комплексаНИЦ «Курчатовский институт»,E-mail: martynenko_YV@nrcki.ruТел.: +8 (499) 196 70 41Подпись сотрудника НИЦ «Курчатовский институт» Мартыненко Ю.В.

заверяюГлавный ученый секретарьНИЦ «Курчатовский институт»С.Ю. СтремоуховАдрес:Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный исследовательскийцентр «Курчатовский институт» (НИЦ «Курчатовский институт»)123182, Россия, г. Москва, пл. Академика Курчатова, д. 1Телефон: +7 (499) 196-95-39e-mail: nrcki@nrcki.ru.