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文档简介
1、一、 RBS 原理二、 RBS 设备三、RBS谱的分析l具有较高能量而质量较小的离子在与物质碰撞的过程中会发生散射的现象,这一相应的过程被称为卢瑟福散射。l利用这一物理现象作为探测、分析薄膜材料化学成分和分布的方法,称为卢瑟福背散射技术l用高能He离子(2-5MeV)去轰击固体样品,He离子与固体原子发生散射,研究背散射He离子的强度随能量(Channel)的分布l当一束被加速到E0=2MeV的He+离子射向薄膜表面,由于离子能量高而质量小,因而它将具有一定的对物质的穿透能力,并且不会造成物质本身的溅射。在穿透物质的过程中,当离子的运动轨迹接近物质的原子核时,二者之间将发生经典的弹性碰撞过程:
2、l弹性碰撞满足能量守衡和动量守衡 设质量为M1入射离子碰撞前的速度V,能量E0,碰撞后的速度和能量分别为V1和E1,质量为M2的靶原子碰撞前静止,碰撞后速度和能量为V2和E2,散射角,反冲角如图所示2211212212201222112211122221121cos)sinsinsin0coscos212121MMMMMEEVVMVMVMVMVMVMVMVM(,可以得到粒子能量比,然后再消去首先消去结果表明:散射后粒子的能量仅仅有粒子和靶原子的质量及散射角决定。若M1,E0和固定,则可以通过测量被散射回来的离子的能量E,求得参与散射的表面原子的质量M2。 探测器的探测角=170,这一实验设置正是背散射名字得由来。 上面考虑得时发生在薄膜表面时得情况,对于发生在薄膜内部的卢瑟福散射来讲,上述关系仍然成立。但是由于入射离子在通过物质时发生了连续的能量损耗,因而弹性碰撞发生时的能量已有所降低,同时经过散射的离子要再次通过物质体内,又要损失一部分能量, 因此,薄膜中某一元素引起的卢瑟福背散射能量谱对应于一定的能量区间。核心部分是一台高能加速器。由离子源产生的各种离子通过加速、聚焦、质量筛选后入射到样品上。散射回来的离子经Si探测器转换
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