Prejsť na obsah
Výskum

Názov laboratória: Laboratórium analytických metód pomocou iónových zväzkov
Fakulta: Materiálovotechnologická fakulta STU so sídlom v Trnave
Ústav: Ústav výskumu progresívnych technológií
Kontaktná osoba: Ing. Jozef Dobrovodský, PhD.
Kontakt:
e-mail: jozef.dobrovodsky@stuba.sk

 

Charakteristika laboratória:

Analýza pomocou iónových zväzkov (Ion Beam Analysis - IBA) predstavuje analýzu povrchových vrstiev materiálov s využitím urýchlených iónov. Pracujeme s iónovými zväzkami v energetickom rozsahu od 500 keV do desiatok MeV. Počas vzájomného pôsobenia urýchlených iónov s atómami ostreľovanej vzorky dochádza k viacerým fyzikálnym javom. V závislosti od usporiadania a geometrie experimentu a od toho, aký produkt interakcie detegujeme, môžeme využívať viaceré analytické metódy.

IBA je efektívny nástroj na skúmanie prvkového (v niektorých prípadoch aj izotopického zloženia), do určitej miery aj štruktúry povrchových vrstiev materiálov. Typický priemer analyzujúceho iónového zväzku, t. j. laterálne rozlíšenie je okolo 2 mm, hĺbka analýzy je od nanometrov do približne 20 µm. V povrchovej oblasti vzoriek je možné dosiahnuť hĺbkové rozlíšenie niekoľkých nanometrov. Citlivosť analýzy prímesných prvkov a nečistôt sa pohybuje od desatín percent do úrovne ppm, v závislosti od zloženia vzorky a použitej metódy. IBA je nedeštruktívna a umožňuje pracovať aj s izolantmi.

V závislosti od toho, ktorú zložku interakcie emitovanú zo vzorky detegujeme, vykonávame nasledovné analýzy :

Používame nasledovné IBA metódy:

  • RBS - Rutherfordov spätný rozptyl iónov (Rutherford Backscattering Spectrometry),
  • kanálovanie alebo RBS/C (channeling),
  • ERDA - analýza pružne vyrazených iónov (Elastic Recoil Detection Analysis),
  • PIXE – časticami vybudené charakteristické rtg. Žiarenie (Particle Induced X-ray Emission),
  • NRA – analýza s využitím jadrových reakcií (Nuclear Reaction Analyses).

 

Obr. 1 Schematické zobrazenie IBA analytických metód používaných na STU, t.j. RBS, kanálovanie, ERDA, PIXE a NRA.

Obr. 2 IBA experimentálna komora a 6 MV Tandetron tandemový urýchľovač iónov (v pozadí).

Obr. 3 Vnútro IBA experimentálnej komory so 4-osovým goniometrom – držiakom vzoriek, Si detektormi nabitých častíc a rtg. detektorom.