مقايسۀ دو روش برهم‌كنش هسته‌اي و پراكندگي تشديدي براي اندازه‏گيري نمايۀ عمقي اكسيژن در آلوميناي نانو متخلخل

A comparative study of depth profiling of oxygen in nanoporous anodic alumina by nuclear reaction analysis and 16O(α,α)16O resonant elastic scattering

شناسايی و تعييين نمايۀ عمقی اكسيژن در سطح مواد، لايه‌های نازك و به‌ويژه در كاربردهای صنعتی كه با طيف گسترده‌ای از اكسيدها استفاده می‌شود، بسيار ضروری است. در اين بررسی، از دو روش آناليز با باريكۀ يونی (IBA)، يعنی پراكندگی الاستيك تشديدی (RES) برای اكسيژن (16O(α, α)16O) و واكنش هسته‌ای (16O(d, p1)17O و 16O(d, p0)17O)، برای به‌دست‌آوردن نمايۀ عمقی غلظت اكسيژن در آلومينای آندی نانوحفره استفاده شد. با استفاده از نرم‌افزار های موجود، طيف‌های حاصل از آزمايش شبيه‌سازی شدند و مشخص شد كه حداكثر عمق اندازه‌گيری اكسيژن به‌دست‌آمده از روشRES ، اگرچه كمتر از واكنش هسته‌ای (d,p) است، دقت اين روش بسيار بالاتر است. اين حساسيت بالا به‌دليل قله تيز سطح مقطع تشديدی است كه باعث تفكيك‌پذيری عمقی خيلی خوب می‌شود و برای آناليزهای دقيق، از اهميت بسيار بالايی برخوردار است.

Depth profiling of Oxygen in the surface of materials is important for many oxide elements. In this research two methods of ion beam analysis techniques were used for depth profiling of oxygen in nanoporous anodic Alumina by Nuclear Reaction Analysis (NRA) ( 16O(d, p1)17O ,16O(d, p0)17O) and resonant elastic scattering (RES)( 16O(α, α)16O). By using simulation software, variation of oxygen concentration was revealed in depth. The results show that the RES method has a good resolution but could not penetrate more than few micrometers and NRA method (d, p) analyzes oxygen in the deeper depth of sample but by lees resolution. Sharp resonance cross section outcomes more resolution in depth profiling of Oxygen in the RES method.