مقایسۀ دو روش برهم‌کنش هسته‌ای و پراکندگی تشدیدی برای اندازه‏گیری نمایۀ عمقی اکسیژن در آلومینای نانو متخلخل

نویسندگان

1 دانشگاه کاشان

2 سازمان انرژی اتمی ایران

10.22052/1.4.41

چکیده

شناسایی و تعییین نمایۀ عمقی اکسیژن در سطح مواد، لایه‌های نازک و به‌ویژه در کاربردهای صنعتی که با طیف گسترده‌ای از اکسیدها استفاده می‌شود، بسیار ضروری است. در این بررسی، از دو روش آنالیز با باریکۀ یونی (IBA)، یعنی پراکندگی الاستیک تشدیدی (RES) برای اکسیژن (16O(α, α)16O) و واکنش هسته‌ای (16O(d, p1)17O و 16O(d, p0)17O)، برای به‌دست‌آوردن نمایۀ عمقی غلظت اکسیژن در آلومینای آندی نانوحفره استفاده شد. با استفاده از نرم‌افزار های موجود، طیف‌های حاصل از آزمایش شبیه‌سازی شدند و مشخص شد که حداکثر عمق اندازه‌گیری اکسیژن به‌دست‌آمده از روشRES ، اگرچه کمتر از واکنش هسته‌ای (d,p) است، دقت این روش بسیار بالاتر است. این حساسیت بالا به‌دلیل قله تیز سطح مقطع تشدیدی است که باعث تفکیک‌پذیری عمقی خیلی خوب می‌شود و برای آنالیزهای دقیق، از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

A comparative study of depth profiling of oxygen in nanoporous anodic alumina by nuclear reaction analysis and 16O(α,α)16O resonant elastic scattering

نویسندگان [English]

  • Manijeh Rahimi 1
  • Mohammad Torkiha 1
  • Omid Reza Kakuee 2
  • Vahid Fathollahi 2
1
2
چکیده [English]

Depth profiling of Oxygen in the surface of materials is important for many oxide elements. In this research two methods of ion beam analysis techniques were used for depth profiling of oxygen in nanoporous anodic Alumina by Nuclear Reaction Analysis (NRA) ( 16O(d, p1)17O ,16O(d, p0)17O) and resonant elastic scattering (RES)( 16O(α, α)16O). By using simulation software, variation of oxygen concentration was revealed in depth. The results show that the RES method has a good resolution but could not penetrate more than few micrometers and NRA method (d, p) analyzes oxygen in the deeper depth of sample but by lees resolution. Sharp resonance cross section outcomes more resolution in depth profiling of Oxygen in the RES method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ion Beam Analysis
  • Depth Profiling
  • Oxygen

مراجع

[1] G.L.N. Reddy, P. Rao, J.V. Ramana, S. Vikramkumar, V.S. Raju, S. Kumar, J. \"Depth profiling of oxygen in oxide films by 18O(p, α)15N nuclear reaction analysis\" J Radioanal Nucl Chem., vol . 294, 2012, pp. 401–404. [2] S. Nsengiyumvat, J.P. Riviere, A.T. Raji., \"Oxygen depth profiling in Kr+-implanted polycrystalline alpha titanium by means of 16O(α, α)16O resonance scattering\" Journal of Nuclear Materials, vol. 414, 2011, pp. 150–155 [3] Y. Wang, M. Nastasi, (eds.), Handbook of Modern Ion Beam Materials Analysis, Second ed., Materials Research Society, 2009. [4] H.R. Verma, Atomic and Nuclear Analytical Methods, Springer, 2007. [5] W.-K. Chu, J. W. Mayer, M.-A. Nicolet., Backscattering Spectrometry, Academic Press INC, 1978. [6] J.C. Jiang , H.S. Cheng , B. Li , Z.H. Wang , Z.Q. Zhang , F.S. Zhang , F.J. Yang. \"Quantitative analysis of the oxygen content in TiO2 films deposited by electron-beam evaporation using 16O(α, α)16O resonant elastic scattering\".Nucl. Instr. and Meth. Phys. Res. B, vol. 190, 2002, pp.514-517. [7] H. Krzyzanowska, A.P. Kobzev ,J. Zuk. \"Hydrogen and oxygen concentration analysis of porous silicon\" Journal of Non-Crystalline, vol. 354, 2008, 4367–4374. [8] M. Mayer, SIMNRA user\'s guide, Report IPP9/113, Max-Institut fur Plasmaphysik, Garching, Germany, 1997. [9] J. Demarche, G. Terwagne, \"Precise measurement of the differential cross section from the 16O(α, α)16O elastic reaction at165◦ and 170◦ between 2.4 and 6.00 MeV\" Appl. Phys., vol 100, 2006, pp. 124909. [10] M. Kakkoris, P. Misaelides, S. Kossaonides, Nucl. Instr. and Meth. Phys. Res. B, vol. 249, 2006, pp.77-82.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار