Hiukkasherätteinen röntgen-emissio ohutkalvojen analysoinnissa

Abstract

Tässä tutkielmassa tavoitteena oli analysoida ohutkalvoja hiukkasherätteisellä röntgen-emissiolla (PIXE) käyttäen apuna takaisinsirontaa. Erityisesti tavoitteena oli selvittää pystytäänkö PIXEllä saamaan lisätietoa tilanteissa, joissa pelkän takaisinsironnan avulla ei saada tarkkaa tietoa. Tähän tarkoitukseen tutkittiin kahta eri tapausta: lähekkäisten alkuaineiden suhteen määritys ja pienten epäpuhtauksien määritys. Lähekkäisten alkuaineiden analysoinnissa käytettiin GeCu-näytettä. Täs- sä tapauksessa 1,5 MeV:n takaisinsirontaspektristä ei pystytty erottamaan germaniumin ja kuparin piikkejä, mutta se pystyttiin tekemään 3,0 MeV:n energialla. PIXE-mittauksissa germaniumin ja kuparin piikit pystyttiin erottamaan erittäin selkeästi ja lisäksi pystyttiin havaitsemaan ja tunnista- maan rautaepäpuhtaus, jota ei pystytty havaitsemaan takaisinsironnan avulla. Toisaalta germaniu- min ja kuparin suhteen määritys onnistui paremmin käyttäen takaisinsirontaa. Takaisinsironnan ja PIXEn havaitsemiskynnyksiä laskettiin teoreettisesti tutkimuksessa käytetyille mittauslaitteistoille. Havaittiin, että PIXEn avulla saadaan noin kymmenen kertaa parempi havaitsemiskynnys alkuai- neille 20 < Z < 40. PIXElle saatu havaitsemiskynnys kyseisellä välillä oli (0,01-0,02)*1e15 atomia/cm2 ja takaisinsironnalle se oli (10-1)*1e15 atomia/cm2 .