Prijeđite na glavni sadržaj
  1. Institut Ruđer Bošković
  2. Zavodi
  3. Zavod za eksperimentalnu fiziku
  4. Laboratorij za interakcije ionsk...
  5. Usluge
  6. PIXE i RBS spektroskopije

PIXE i RBS spektroskopije

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.

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.

Upute za korisnike (izgled uzoraka za analizu)

  • 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.

 

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.
pixe-rbs-2

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.

Upute za korisnike (izgled uzoraka za analizu)

  • 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.

 

KORISNE INFORMACIJE: