Руководитель: Кругляк Анастасия Игоревна

Рабочий email: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript. 

Постановка проблемы:

Определение содержания элементов в образцах представляет серьезную проблему для материаловедения. Эти материалы часто содержат плотную матрицу из тяжелых элементов, сосуществующих с легкими элементами (например, водородом, кислородом) и примесными элементами. Обычные анализы с использованием одного метода не позволяют получить полный и точный состав:
• RBS: Отлично подходит для определения глубины содержания тяжелых элементов, но имеет низкую чувствительность и перекрывающиеся сигналы при обнаружении легких элементов или примесей низкой концентрации на тяжелой подложке.
• ERD: Очень чувствителен к легким элементам (особенно к глубинному профилированию по водороду), но не может анализировать тяжелые матричные элементы.
• PIXE: Хорошее решение для определения чувствительности элементов (уровень ppm) для средних и тяжелых элементов, но полностью лишен разрешения по глубине и не может обнаруживать сверхлегкие элементы.
Чтобы избежать разрушительного распыления и получить абсолютную количественную оценку, требуется подход синергетического ионно-лучевого анализа (IBA), сочетающий RBS, ERD и PIXE.

Цель работы: 

Технические характеристики: Как работает RBS, ERD и PIXE.
• Применение подхода с использованием тройной методики для проведения эксперимента с образцами материалов, предоставленными пользователем. Как найти профиль глубины элементов в образцах, как определить элементы в образцах.
• Анализ данных: Калибровка собранных спектров для получения единого, унифицированного профиля состава материала без противоречивых процентных соотношений элементов

Задачи:

1. Изучение физики каждого метода: RBS, ERD и PIXE.
2. Экспериментальная установка: Требования к энергии пучка (например, протоны/альфа-частицы с энергией 2-3 МэВ), расположение детектора (детектор обратного рассеяния для RBS, прямой детектор с поглощающей пленкой для ERD и рентгеновский детектор Si (Li)/SDD для PIXE).
3. Установка программного обеспечения: SIMNRA (для анализа RBS/ERD) и программного обеспечения PIXE.
4. Оптимизация геометрии для ERD (обычно углы падения и выхода составляют от 15° до 30°), в то время как детекторы RBS и PIXE по-прежнему поддерживают оптимальный угол обзора луча.Образцы: толщина, профили содержания элементов по глубине, слои гидратации/гидрогенизации, зависящие от глубины, и концентрации следовых примесей в миллионных долях (ppm).

Научная установка: 

Ускоритель ЭГ-5, модуль ионно-лучевого анализа , многоканальный АЦП

Минимальные требования к студенту/аспиранту

Нормальный уровень образования  (физика, химия, математика, нанотехнологии, электроника) умение работать руками, трудолюбие и ответственность.