PIXE i RBS spektroskopije
Kontakt osoba
PIXE (Particle Induced X-ray Emission) spektroskopija
- Kvantitativna i multielementna analiza svih elemenata težih od Na.
- Metoda je nedestruktivna (osim za vrlo osjetljive materijale koji mogu biti oštećeni zbog malog povećanja temperature tijekom zračenja).
- Granice detekcije u najpovoljnijim uvjetima (lake matrice, niske koncentracije teških elemenata) su reda veličine 1 – 10 ppm za elemente rednog broja 20<Z<40 uz detekciju K x-zraka, te 10 – 100 ppm za sve ostale elemente.
- Za pobudu x-zraka se koriste protoni ili He ioni energija između 1 i 3 MeV (tipično 2 MeV).
- Moguće je i mapiranje elementnih koncentracija korištenjem fokusiranog (1 μm) ili kolimiranog (1 mm) ionskog snopa.
UZORCI
- PIXE spektroskopijom mogu se analizirati dijelovi uzoraka veličine 1 do 8 mm (definirano veličinom presjeka protonskog snopa). Pri tom je u vakuumsku komoru moguće smjestiti uzorke veličine do 3 cm, a optimalno su to uzorci veličine između 1 i 2 cm, s ravnom površinom koja se ozračuje.
- Kod analize uzoraka fokusiranim snopom u vakuumskoj komori ionske mikroprobe, maksimalna veličina uzorka je oko 2 cm, a analiziraju se njegovi dijelovi maksimalne veličine 1 mm.
- Kod analize kolimiranim snopom protona u zraku, analiziraju se dijelovi uzorka veličine 1 mm. Objekt koji se analizira smješta se na nosač te može biti velik i nekoliko desetaka cm, pod uvjetom da se pozicija koja se analizira može smjestiti tik uz izlaznu cijev protonskog snopa.
Primjer PIXE spektra i rezultata analize |
Rezultati analize
- PIXE spektri se analiziraju programskim paketom GUPIX, a rezultat je tablica elementnih koncentracija kao što je prikazano u primjeru analize.
- Ukoliko se uzorci izlažu skenirajućem snopu ionske mikroprobe, rezultat analize su kvalitativne distribucije intenziteta x-zraka pojedinih elemenata (unutar skeniranog područja, maksimalno 1 x 1 mm2).
- Mapiranje elementnih koncentracija moguće je i sa snopom protona u zraku, u kojem slučaju je veličina piksela 1 mm, a skenira se pomacima samog uzorka u x i y osi.
RBS (Rutherford Backscattering Spectrometry)
- Kvantitativna analiza osnovnih elemenata u uzorcima (za sve elemente teže od He).
- Dubinsko profiliranje elemenata u uzorcima uz uvjet da su elementi od interesa teži od elemenata prisutnih u podlozi (npr. tanki metalni filmovi na siliciju).
- Za analizu se koriste snopovi H ili He iona energija od 1 do 3 MeV.
- Za analizu nisu potrebni standardi.
UZORCI
- RBS spektroskopijom mogu se analizirati dijelovi uzoraka veličine od 1 do 8 mm. Pri tom je u vakuumsku komoru moguće smjestiti uzorke veličine do 3 cm, a optimalno su to uzorci veličine između 1 i 2 cm, s ravnom površinom koja se ozračuje.
- Kod analize uzoraka fokusiranim snopom u vakuumskoj komori ionske mikroprobe, maksimalna veličina uzorka je oko 2 cm, a analiziraju se njegovi dijelovi maksimalne veličine 1 mm.
RBS spectrum example
Rezultati analize
- Kvantitativna analiza homogenih uzoraka RBS spektroskopijom vrši se simulacijom eksperimentalnog spektra programskim paketom SIMNRA. Rezultat analize je atomski (stehiometrijski) udio elemenata u ispitivanom uzorku.
- Kod uzoraka tankih filmova vrši se samo analiza udjela elemenata u površinskim slojevima. Tipične analizirane debljine tankih filmova i površinskih slojeva uzoraka su između 10 i 1000 nm. Rezultat analize je elementni sastav i debljina (u ng/cm2) slojeva površinskih tankih filmova.
- Kod analize ionskom mikroprobom, moguće je kvantitativno analizirati određene pozicije unutar skeniranog područja.
KORISNE INFORMACIJE: