تجزیه و تحلیل پرتو یونی

تجزیه و تحلیل پرتو یونی ( "IBA" ) یک خانواده مهم از تکنیک های تحلیلی مدرن است که شامل استفاده از پرتوهای یونی MeV برای بررسی ترکیب و بدست آوردن پروفایل های عمق عنصر در لایهٔ نزدیک به سطح جامدات است. تمام روش های IBA بسیار حساس هستند و امکان تشخیص عناصر در محدوده زیر تک لایه را می دهند. وضوح عمق معمولاً در محدوده چند نانومتر تا چند ده نانومتر است. تفکیک عمق اتمی قابل دستیابی است، اما به تجهیزات ویژه نیاز دارد. عمق تحلیل شده از چند ده نانومتر تا چند ده میکرومتر تغییر می کند. روش های IBA همیشه با دقت کمی چند درصد هستند. کانال یابی اجازه می دهد تا مشخصات عمق آسیب در تک کریستال ها تعیین شود.
• RBS: پراکندگی رادرفورد به عناصر سنگین در یک ماتریس سبک حساس است
• EBS: طیف سنجی پراکندگی الاستیک ( غیر رادرفورد ) می تواند حتی به عناصر سبک در یک ماتریس سنگین حساس باشد. اصطلاح EBS زمانی استفاده می شود که ذره فرودی آنقدر سریع می رود که از «سد کولن» هستهٔ هدف فراتر می رود، که بنابراین نمی توان آن را با تقریب بار نقطه ای رادرفورد بیان کرد. در این مورد ، معادله شرودینگر باید حل شود تا سطح مقطع پراکندگی به دست بیاید ( به http://www - nds. iaea. org/sigmacalc/ مراجعه کنید ) .
• ERD: تشخیص پس زدگی الاستیک به عناصر سبک در یک ماتریس سنگین حساس است.
• PIXE: انتشار اشعه ایکس ناشی از ذرات ترکیب عنصری جزیی می دهد
• NRA: آنالیز واکنش هسته ای به ایزوتوپ های خاصی حساس است
• کانال یابی: پرتو یونی سریع می تواند به طور دقیق با محورهای اصلی تک بلورها هم تراز شود؛ سپس رشته های اتم ها روی همدیگر «سایه» می اندازند و بازده پراکندگی به طور چشمگیری کاهش می یابد. هر اتمی که از محل های شبکه ی خود خارج شود، پراکندگی اضافی قابل مشاهده ای تولید می کند؛ بنابراین آسیب به کریستال قابل مشاهده است و عیوب نقطه ای ( بین نشینی ) حتی از نابجایی ها قابل تشخیص است.
ارزیابی عددی روش های IBA نیازمند استفاده از نرم افزارهای تخصصی شبیه سازی و تحلیل داده ها است. SIMNRA و DataFurnace برنامه های پرطرفداری برای تجزیه و تحلیل RBS, ERD و NRA هستند، در حالی که GUPIX برای تحلیل PIXE محبوب است. بررسی نرم افزار IBA[ ۱] با مقایسه چندین کد اختصاص داده شده به RBSُ، ERD و NRA، که توسط آژانس بین المللی انرژی اتمی سازماندهی شده است، دنبال شده است. [ ۲]