تعيين توپوگرافي سطح به صورت كمي با روش نوين "استروپيكسي"

Quantitative Surface Topography Reconstruction by Stereo-PIXE

در اين مقاله به ارائه ي يك روش نوين براي بازسازي توپوگرافي سطح بر اساس اختلاف بهره ي پرتوي ايكس حاصل از پروتون فرودي به نمونه در دو آشكارساز همزمان پرتوي ايكس ميپردازيم. عدم تقارن در بهره ي پرتوي ايكس به دست آمده در دو آشكارساز ناشي از اختلاف جذب پرتوي مشخصه ايكس در ماده در راستاي آشكارسازها و به دليل ساختار ناهموار سطح نمونه مي باشد. به منظور تعيين اين برجستگي ها و فرورفتگي هاي موجود در سطح در ابعاد ميكروني به ارائه ي يك مدل با سطح تخت مي پردازيم. با محاسبه عدم تقارن بهره ي ايكس حاصل از مدل به كار رفته در زاويه ي سطح نمونه در محل فرود باريكه پروتوني، ماتريس تصوير عدم تقارن به دست آمده در آشكارسازها به ماتريس زاويه ي محلي سطح نمونه تبديل مي شود. در نهايت با انتگرال گيري از شيب زاويه سطح نمونه توپوگرافي سطح به صورت كمي به دست مي آيد. استفاده از روش استروپيكسي براي تعيين توپوگرافي نمونه هاي فلزي به كار رفته است و با نتايج حاصل از پروفيلومتر سوزني مقايسه شده است.

A method of sample surface topography reconstruction is described based on the asymmetry in the X-ray yields induced by proton microbeam acquired by a pair of X-ray detectors. The yield asymmetries in the two simultaneously acquired elemental maps are caused by differences in the X-ray absorption along the X-ray exit route in the sample with a topographically structured surface. The dependence of the asymmetry factor on the local target inclination in the detector plane is calculated for a flat sample surface model. The image asymmetry matrix is then converted into the local inclination angle matrix. As the last step, the surface topography is then reconstructed by integration over the local inclination angle. We demonstrated the method by topographic analysis of engraved metallic samples with stereo-PIXE and compared it with the results of stylus profilometry