Friss hírek
 
 
Energia- és mélységfelbontó képesség a rugalmas meglökés - szóródás koincidencia mérésekben
 
A rugalmas szóródásnál – fólia minták esetében – lehetőség van arra, hogy az adott reakcióból a rugalmasan meglökött magot és a szóródott iont egyaránt detektáljuk koincidencia technikával. A koincidencia mérések tulajdonságait beépítettük a DEPTH nevű ionnyaláb analízis spektrumait analitikusan szimuláló programunkba. Az energiaelmosódási járulékok számítását áttekintettük abból a szempontból, hogy koincidenciánál mely járulékok tekinthetők függetlennek és melyek pedig nem.
A programot alkalmassá tettük arra, hogy koincidencia technikával
  • az egyedi detektor jelén, illetve
  • a két detektor által mért energia összegén (ESDSR - energy sum of the detected scattered and recoiled particles)
alapuló spektrumokat is szimulálni lehessen.
A számításokban a következők hatását vettük figyelembe:
  • az energiaelmosódási járulékokat leíró valószínűségi változók függőségét,
  • az effektív detektor geometriát,
  • a többszörös szóródásból származó hozamveszteséget,
  • Mott hatáskeresztmetszetet beépítettük, amely szükséges az azonos, zérus spinű részecskék szóródásához.
A 12C-12C szóródáson elért első eredményeket a 19. ionnyaláb analizis nemzetközi konferencián (19th International Conference on Ion Beam Analysis, Cambridge, UK, 7-11 September, 2009) mutattuk be. Az 1. ábrán egy szénnel implantált alumínium fólia mért és a szimulált ESDSR spektrumai láthatók.
 
 
1. ábra. 12C-12C szóródás 12 MeV-es 12C ionok merőleges beesésénél és 45o– -45o detektor geometriánál egy szénnel implantált 2 µm-os alumínium fólia mért és a szimulált ESDSR spektrumai. Az ionimplantációt 1 MeV-es 12C ionokkal végezték 1.3 X 1016 12C/cm2 fluenciával. A kísérleti spektrum és a mérés paraméterei az [1] irodalomból származik: a nyaláb energiaelmosódása 0.1 %, a detektor távolság és az alkalmazott diafragma 80 és 5 mm volt, ez 3 msr térszöget eredményez 45±2o –os szögeloszlással, a detektor felbontása 150 keV. A következő rétegszerkezetet alkalmaztuk (az első oldal felől): 16 nm CH / 1080 nm Al / 160 nm Al1C0.003 / 250 nm Al1C0.006 / 160 nm Al1C0.003 / 670 nm Al / 12 nm CH. A lerakódott szénhidrogén sűrűségét 11.4 X 1022 at/cm3-nek vettük.
 
1 I. B. Radović, M. Jakšić, F. Schiettekatte, J. Anal. At. Spectrom. 24 (2009) 194.
 

 

Lítium-szilikátok hélium visszatartása
 
A hasadásos és fúziós reaktorok szerkezeti és funkcionális anyagai a működésük során elkerülhetetlenül ki vannak téve a hasadásos/fúziós reakciókból jövő nagy dózisú α, proton és más részecskék bombázásának. A különféle gáznemű szennyezők visszatartása és felhalmozódása hatással vannak az anyagok makroszkopikus tulajdonságaira (például: keménység, ridegség) is, és ez problémákat okozhat a működés során. A jövőbeli hasadási és fúziós reaktorok tervezéséhez feltétlenül szükséges, hogy az alkalmazni kívánt anyagok sugárzás hatására bekövetkező tulajdonságváltozásokról ismereteket szerezzünk.
Jelen munkában lítium-szilikátokat vizsgáltunk, melyek közül a lítium-ortoszilikátot (Li4SiO4) a fúziós reaktorok trícium szaporító köpenyének anyagaként jöhet szóba. Hidrogén és hélium besugárzásokkal majd a szilikátban felhalmozódó anyag meghatározásával a szilikátok hidrogén és hélium visszatartási tulajdonságait ezért intenzíven vizsgálják.
Hélium besugárzással már korábban kimutattuk, hogy szub-sztöchiometrikus szilíciumoxidokban (SiOx) megfigyelhető egy küszöbszint x=1,3 koncentrációnál, mely feletti koncentrációknál az implantált hélium képes teljes egészében kiszökni az anyagból. A lítium-szilikátoknál szintén megfigyelhető – a szilíciumoxidokhoz hasonlóan - egy küszöbszint. Sőt, a SiO2 térfogatarányában a lítium-szilikátok (SiO2 és Li2O keverék) és szub-sztöchiometrikus szilíciumoxid (SiO2 és Si keverék) hélium visszatartása hasonló tendenciát mutat.

 

 

 

Lítium-szilikátok (SiO2 és Li2O keverék) és szub-sztöchiometrikus szilíciumoxid (SiO2 és Si keverék) hélium visszatartása. Az összehasonlíthatóság érdekében az anyagösszetételt a SiO2 térfogatszázalékban adtuk meg. Ebben az ábrázolás módban a két anyagfajta hasonló tendenciát mutat.
 
Hőkezelt Fe/Ag kettős rétegek jellemzése RBS-sel és XRD-vel
 
A Fe–Ag határfelületek minősége és stabilitása nagyon fontos az ott lejátszódó, mágneses csatolás miatt. A határfelületek stabilitásának vizsgálatához szobahőmérsékleten nagyon hosszú idejű kísérletekre lenne szükség. A lejátszódó folyamatok hőkezelésekkel felgyorsíthatóak, így tanulmányozásuk megkönnyíthető.
A kísérletekhez Si védőréteggel fedett Fe/Ag (vasra növesztett ezüst) és Ag/Fe (ezüstre növesztett vas) vékonyréteg-párokat növesztettünk Si(111) hordozóra. A leválasztott polikristályos rétegeket különböző hőmérsékleteken és időtartamokig UHV körülmények között hőkezeltük. A minták szerkezetében a hőkezelések hatására bekövetkező változásokat Rutherford-visszaszórásos spektrometriával és röntgen-diffraktometrával vizsgáltuk. A Fe/Ag mintán elvégzett hőkezelési sorozatnál vas-szilicid fázis keletkezett a vasréteg és a Si hordozó keveredésével, valamint az Ag réteg teljesen összekeveredett a Si fedőréteggel. Az Ag/Fe minták esetében az ezüst (áthatolva a vasrétegen) megjelent a felületen. A vasréteg keveredett a szilícium hordozóval – az XRD eredmények szerint vas-szilicid fázis képződött –, azonban az RBS-spektrumokban nem jelentek meg a Fe-Ag mintánál tapasztalt szabályos fázislépcsők. Ez a kialakult vas-szilicid fázis rétegvastagságának inhomogenitásával magyarázható.
 
A hőkezeletlen, valamint különböző hőmérsékleteken hőkezelt Si(111)/Ag/Fe/Si minták RBS-spektrumainak összevetése (szimbólumok: mért, vonalak: szimulált spektrumok).
 
 

 

Groups: