تحقیق تكنيك RBS يكي از تكنيك هاي تجزيه اي 57 ص ( ورد)
دسته بندي :
دانش آموزی و دانشجویی »
دانلود تحقیق
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 51 صفحه
قسمتی از متن word (..doc) :
2
مقدمه:
تكنيك RBS يكي از تكنيك هاي تجزيه اي مي باشد كه اجبار استفاده از شتاب دهنده را بنا كرده است اين يك ابزار مهم براي تجزيه مواد و ايجاد يك روش قدرتمند براي رسيدن به توزيع عمقي عناصر ناخالص در ppm در نواحي سطحي كم از نمونه مي باشد و بر مبناي پراكندگي را در ؟؟ مي باشد. همچنين به طور اختصار RBS هم ناميده ميشود. كه همان Ruther ford Backscattering Spectrometry مي باشد. اين روش از آناليز بر مبناي آشكارسازي (تشخيص) ذرات باردار كه به صورت الاستيك بوسيله هسته هاي نمونه مورد آناليز پراكنده شده اند مي باشد و مي تواند بوسيله y(a,a)y نشان داد.
RBS انرژي ذرات باردار (معمولاً ) را اندازه مي گيرد كه از نمونه به صورت معكوس توزيع يافته (هندسه پخش ) ميزان كاهش انرژي در برخورد با هسته هاي اتمي وابسته به عدد اتمي z هر عنصر حاضر در ماده هدف مي باشد. اگرچه اندازه گيري هاي RBS فقط هنگامي مي تواند خيلي درست و واقع گرايانه باشد كه فقط در جهت وارونه (عقب) باشد در حاليكه اندازه گيري هاي عملي و قابل استفاده معمولاً شامل پخش در جهت وارونه به خوبي جهت جلو (به سمت جلو) مي باشد و توزيع با غير مقطع عرضي را در فون (سطوح متقاطع غير را در ؟؟ اگر نيروهاي هسته اي مهم شوند آن در انرژي هاي بالاي برخوردي اتفاق مي افتد و زواياي پراكندگي بالا و عدد اتمي پايين از ماده هدف).
بنابراين اسم RBS در برخي موارد اسم درستي انتخاب نشده است و RBS برخي اوقات پراكندگي الاستيك ذره اي (Particle Elastic Scattering) ناميده مي شود.
تكنيك RBS به صورت گسترده براي آناليز لايه نزديك سطح جامدات بكار مي رود و براي تعيين پروفايل غلظت مهم مي باشد. عمق عناصر سنگين در مواد سبك به عنوان تابعي از انرژي آشكار مي شود. استفاده از RBS با پرتو دوترون يك سازش مفيد بين RBS پروتوني و ذرات مي باشد كه براي لايه هاي ضخيم تر اغلب در هنر و باستان
3
شناسي مورد استفاده قرار مي گيرد (Barfoot 1986) با استفاده از PIXE ، آناليز چند عنصري در محدودهي زيادي از عناصر در نواحي عمقي ممكن است، ولي تكنيك RBS يك نقطه مثبت نسبت به تكنيك در مواردي كه توزيع عمقي يك يا عناصر بيشتر مطلوب ميباشد، دارد ) عمق آناليز شده (ميكرومتر) براي يون هاي He و براي پروتونها)
روش هاي ديگر نمايش ناخالصي استفاده از واكنشهاي هسته اي (NRA) مي باشد كه محدود به برخي عناصر سبك مي شود.
سينماتيك:
براي تفرق (پراكندگي) در سطح نمونه تنها مكانيزم از دست دادن انرژي مومنتم كه به اتم هدف منتقل شده مي باشد نسبت انرژي اتمهاي پرتاب شونده قبل و بعد از برخورد عامل سينماتيكي گفته مي شود.
مقدار بيشتري جدايي بين انرژي هاي اجزاي به طور معكوس توزيع يافته از اجزاء سبك نسبت به اجزاء سنگين وجود دارد. بخاطر اينكه يك مقدار قابل توجه از مغتم جابجا شده از جزء برخوردي به اتم هدف سبك هنگاميكه جرم اتم هدف افزايش پيدا مي كند، مغتم كمتري به اتم هدف منتقل مي شود و انرژي اجزاء به طور معكوس توزيع يافته به صورت جانبي به انرژي اجزاء برخوردي نزديك مي شود. به اين معني است كه RBS براي تشخيص بين دو جزء سبك خيلي مفيدتر از تشخيص بين دو عنصر سنگين است.
RBS قدرت تفكيك جرمي خوبي براي اجزاي سبك دارد اما براي اجزاي و عناصر سنگين وضوح و جرمي خوبي ندارد كه براي رسيدن به وضوح جرمي خوب در پايان راه حلي آورده شده است.
براي مثال زماني كه به اجزاء سبك برخورد مي كند (O,N,C) يك جزء قابل توجه از انرژي برخورد كننده (پرتاب شونده) به اتم هدف منتقل مي شود و انرژي ثبت شده براي رويداد توزيع يافتگي به صورت معكوس خيلي كمتر از انرژي پرتو مي باشد. معمولاً ممكن است كه C ، N ، p و Si را از همديگر مجزا كرد ولو اينكه اين عناصر در جرم فقط در حدود
3
1amV باهم تفاوت دارند. بهرحال هنگاميكه جرم اتمي كه به آن برخورد وارد مي شود (يعني جرم اتمي جزء نمونه) افزايش يابد جزء كمتر و كمتري از انرژي جزء پر تاب شده در طول برخورد به جزء هدف منتقل مي شود و انرژي اتم به طور معكوس توزيع يافته شده به صورت مجانب ؟؟ پرتو نزديك مي شود.
ممكن نيست كه W را از Ta و يا Fe را از Ni مجزا قرار داد زمانيكه اين عناصر در يك عمق مساوي از نمونه قرار داشته باشند ولو اينكه اين عناصر سنگين همچنين در جرم نيز فقط در حدود 1amV تفاوت دارند يك موضوع وابسته مهم اين است كه He نمي تواند به صورت وارونه از اتم هاي H يا He در يك نمونه پراكنده شود. عناصري سبك يا سبك تر از عناصر پرتاب شده در عوض مي توانند در مسير رو به جلو با انرژي قابل توجه پراكنده شوند. بنابراين، اين عناصر نمي توانند با استفاده از RBS كلاسيك كشف شوند. اگرچه با جايگذاري يك آشكارساز بطوريكه اين رويدادهاي پراكندگي به سمت جلو مي تواند ثبت شود، اين عناصر مي توانند به صورت كمي بوسيله يك اصل شبيه RBS اندازه گيري شوند.
سطوح متقاطع پراكندگي (Scattering cross sectous)
تعداد نسبي اجزاء توزيع معكوس يافته از يك اتم هدف درون يك زاويه فضايي داده شده براي يك تعداد داده شده از اجزاء برخوردي مربوط به تفاوت سطوح متقاطع پراكندگي مي باشد. سطوح متقاطع پراكندگي بطور اساس متناسب با مربع عدد اتمي اتم هدف مي باشد. عكس بازده نسبي براي He توزيع معكوس يافته از اين عناصر را وقتي كه در سطح نمونه آشكار شوند را نشان مي دهد. نمودار نشان مي دهد كه RBS بيش از 100 برابر حساس مي باشد (براي عناصر سنگين نسبت به عناصر سبك بدليل سطوح متقاطع پراكنش بزرگتر عناصر سنگين.
قدرت بازدارندگي (Stopping Power)
فقط يك بخش كوچك از اجزاء برخوردي دستخوش برخورد نزديك با يك هسته اتمي مي شوند و به بيرون نمونه توزيع معكوس پيدا ميكنند. اكثر اتم هاي He برخورد
5
ي (تابش) درون نمونه قرار ميگيرند. زماني كه اجزاء تفحص به عمق كمي در چگالي متوسط نفوذ ميكنند، انرژي جزء پرتاب شده به دليل اثر متقابل با الكترون كاسته مي شود. اين بدان معني است كه يك جزء از يك عنصر در عمق كمي توزيع معكوس يافته، موقع اندازه گيري انرژي كمتر خواهد داشت نسبت به جزءاي كه از عنصر مشابه به و از سوي سطح نمونه توزيع معكوس يافته است.
مقدار انرژي كه جزء پرتاب شده نسبت به مسافتي كه درون نمونه طي مي كند از دست مي دهد وابسته به جزء پرتاب شده سرعت آن عناصر در نمونه و چگالي مواد نمونه مي باشد.
كاهش انرژي معمولي براي He ، 2MeV محدوده اي بين 100 تا مي باشد. اين كاهش انرژي وابسته به تركيب نمونه و چگالي كه دستگاه RBS از ضخامت لايه ها تهيه مي كند و يك فرآيند كه نقشه برداري عمقي ناميده مي شود، دارد. اكثريت انرژي از دست رفته بوسيله مانع الكتريكي كه به صورت (تقريباً) سايش (اصطكاكي) بين اجزاء كاوشگر (پرتابي) و ابرهاي الكتروني از اتم هاي هدف ميباشد، صورت مي پذيرد.
مانع هسته اي بوسيله تعداد زيادي از برخوردهاي اجمالي (زودگذر) اتفاق مي افتد كه اين برخوردها در امتداد مسير اتم هاي تابش مي باشد و مانع هسته اي فقط در اجزاء با انرژي پايين در كاهش انرژي قابل توجه شركت مي كنند.
نسبت به كاهش انرژي به چگالي دوبعدي اتم براي يك ماده داده شده برابر Stopping coss section آن مي باشد و اپسيلن بطور عادي در واحد eV-cm اندازه گيري مي شود. چون بيشتر كاهش انرژي بوسيله اثر متقابل با الكترونها مي باشد. ساختار الكترونيكي مواد هدف تأثير محلي روي قدرت بازدارندگي آن دارنده اثبات نظري قدرت بازدارندگي هم پيچيده و هم نادرست است. بنابراين قدرت بازدارندگي تجربي اغلب در محاسبات RBS استفاده مي شود. يك تساوي چند جمله اي و يك جدول از ضرايب محاسبهي قدرتهاي بازدارندگي يك محدودهي انرژي ها و عناصر را تأمين مي كنند و بر طبق محاسبه كاهش انرژي به واحد از عمق در نمونه يكي مي تواند مقاطع عرضي بازدارندگي بارها در چگالي ماده نمونه