Metoder

Här hittar du en översikt över de jonstrålebaserade metoder som finns tillgängliga vid Tandemlaboratoriet i alfabetisk ordning. Eftersom metoderna oftast är kända genom sina engelska förkortningar, använder vi dem även i den svenska versionen.

AMS – masspektrometri

Acceleratormasspektrometri (AMS) kan användas för att genomföra en isotopspecifik analys av provmaterial med känsligheter av upp till 1:1016. Metoden är mest känd som bas för kol-14 datering, men kan också användas för att datera andra föremål samt för att studera klimatet, havsströmningar m.m.

Finns på: MICADAS

IBA – jonstråleanalys

EBS

Finns på: Tandem – Strålrör 1, Strålrör 2, Strålrör 4, Strålrör 6

ERDA

Elastic Recoil Detection Analysis (ERDA) är nära besläktat med RBS, men här används tunga joner för att slå ut rekylatomer från provet. Metoden kan mäta djupprofiler på nanometerskalan med särskilt fokus på lättare grundämnen.

Finns på: Tandem – Strålrör 2, Strålrör 4, Strålrör 6

Kanalisering

I en kristall är atomerna placerade i en periodisk ordning. Om den infallande jonstrålen är parallell med en atomsträng eller ett kristallplan kommer den att röra sig i en oscillerande bana längs den kanal som bildas av flera atomsträngar eller planer. Denna effekt kallas kanalisering. Kanaliseringen påverkar sannolikheten för att en jon stöter på en atomkärna i ett prov och har därför ett starkt inflytande på flera IBA-tekniker, t.ex. RBS och NRA. Som ett exempel kan kanaliseringseffekten användas för att minska signalen från ett kristallint substrat under en RBS-mätning för att förbättra känsligheten för lätta grundämnen.

LEIS

Low-energy ion scattering (LEIS) bygger på samma fysikaliska princip som RBS och MEIS men använder joner med ännu lägre energi (< 10 keV). Vid dessa energier kan jonerna inte färdas djupt in i provet utan de sprids istället från de första atomskikten. LEIS är därför en väl lämplig teknik för att studera effekter på ytan och nära ytan med mycket hög djupupplösning.

Finns på: ToF-LEIS-systemet

MEIS

Medium-Energy Ion Scattering (MEIS) är en vidareutveckling av konventionell RBS. Med ännu lägre stråldoser samt högre upplösning har MEIS stor relevans i utveckling av ultratunna skiktsystem samt för karaktärisering av extrakänsliga material. Dessutom kan metoden användas för att mäta kristallstruktur på material med hög djupupplösning.

Finns på: Implanter – Strålrör 2

Mikrostråle

För att även analysera den laterala fördelningen av grundämnen i ett prov fokuseras jonstrålen ner till mikrometerskala och svepas över provytan. Många jonstråleanalysmetoder (PIXE, RBS, ERDA och NRA) kan användas i samband med mikrostrålen för att få en tredimensionell karta av provets kemiska sammansättning.

Finns på: Tandem – Strålrör 2

NRA

Nuclear Reaction Analysis (NRA) utgår från att vissa joner i kollisioner med vissa atomkärnor i ett prov kan genomgå kärnreaktioner om de har rätt energi. Från de karaktäristiska sönderfallsprodukterna kan man sedan rekonstruera provets sammansättning. NRA har unika möjligheter när det gäller exempelvis icke-destruktiv profilering av väte i fasta material.

Finns på: Implanter – Strålrör 3, Tandem – Strålrör 1, Strålrör 2, Strålrör 4, Strålrör 6

PIXE

I Particle Induced X-ray Emission (PIXE) används partikelstrålarnas förmåga att skapa karaktäristisk röntgenstrålning från provmaterialet. Metoden, som därmed kan få provets sammansättning, är väldigt känslig och icke-destruktiv.

Finns på: Implanter – Strålrör 3, Tandem – Strålrör 2, Strålrör 4, Strålrör 6

RBS

Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS) tillämpas för att på ett icke-destruktivt sätt få fram en djupprofil av tunnfilmssystem genom att sprida lätta joner från provmaterialet. Metoden, som har en upplösningsförmåga på nanometerskalan, är särskilt lämplig för tyngre grundämnen, då metodens känslighet ökar med stigande atomnummer.

Finns på: Tandem – Strålrör 1, Strålrör 2, Strålrör 4, Strålrör 6

IBMM – jonstråleinducerad materialmodifiering

Jonstrålar kan också användas för att skräddarsy materialegenskaper som ledningsförmåga samt för att amorfisera material m.m. Genom jonstråleimplantation kan egenskaperna förändras efter att en specifik struktur har skapats och djupet där förändringen sker kan väljas genom att variera jonernas energi.