补充资料：离子背散射分析

离子背散射分析
ion baek seattering analysis

、少气‘父万离子背散射分析son baek Seattering analysis一种材料表面分析方法。又称卢瑟福背散射分析(RBS)。基于20世纪初L.卢瑟福(Rutherford)提出的原子模型及其验证实验的思想建立起来的。 基本原理和特点一束具有一定能量的离子垂直射入样品，大部分离子在前进中与样品中的原子核或核外电子碰撞，改变运动方向，逐渐损失其能量，最终停止在样品中。有少数足够靠近样品中原子核(距离约10巧一10’4人)的离子，受库仑排斥作用发生大角度的弹性散射，返回并飞出样品表面，这些离子称为背散射离子。用离子探测器探测这些背散射离子的数量和能量，可以得到一个离子背散射谱。背散射离子的散射过程可看作单次碰撞事件，可用两体运动学进行分析。因此，通过对入射离子的原子质量、散射离子散射前后能量的变化、散射截面(几率)以及离子在样品中能量损失等数据的分析和计算，可以确定样品中所含元素种类，含量以及分布状况。 离子背散射分析方法自20世纪初开始，经不断研究改进，逐步完善。美国特克维奇(Turkevich)等使用离子背散射分析方法，完成了月球表面土壤成分分析的报告(1968)。这一成果标志着此分析方法已经成熟。’此后由于加速器技术、探测器技术以及其他分析仪器的迅速发展，离子背散射分析已广泛应用于半导体材料、集成电路工艺、材料科学等领域，成为一种重要的材料表面分析手段。 离子背散射分析可以用于分析单元素自支撑薄膜的成分和厚度，均匀多元素试样的元素成分、含量，以及轻元素基材中重元素杂质的成分、含量和分布情况。与一般分析方法相比，它是一种无损、快速又无需标准样品的分析方法。 仪器构造离子背散射分析装置包括:一台提供入射离子的静电加速器或串列加速器;加速器的束流管道与一专用样品室(靶室)相连，样品室中装有一个位置和角度可调节的样品架，以及一个半导体面垒型探测器，样品室的真空度为1少4一10一SPa，最好采用无油系统;离子探测器经前置放大器、主放大器连结多道脉冲幅度分析器。脉冲幅度分析器可把信号输入计算机，直接进行数据处理，给出分析结果。入射离子一般选用He+，能量为1一3MeV，流强为10一100nA，束斑直径1mm左右。探测器探测方向和束流入射方向成1350左右的夹角。为了避免入射离子和样品中的原子发生核反应，入射离子能量要在核反应共振闭值以下，因此入射离子在样品中的射程不长.分析层厚度约为1八m。有些特殊的分析工作也选用H十、C+或较重的离子作为入射离子。 沟道背散射分析在离子背散射分析技术发展的过程中，60年代初形成了一种与之相关的沟道背散射分析。当被分析的样品是晶体材料，离子入射角小于某一临界角时，入射离子受到晶格原子周期库仑势的制约，只能在晶面之间振荡前进，此时背散射离子产额迅速下降，这种现象称为沟道效应。利用沟道效应可以分析晶体的晶格损伤情况，确定杂质原子在晶格中的位置以及晶格定位。沟道背散射分析装置与离子背散射分析装置相同，只是对束流能量稳定度、束流准直性和稳定性要求更高，样品架应在X、Y、23个方向及倾角、转角等进行精确的五维调节。

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