D-NRA - Nukleare Reaktions Analyse mittels eines Deuteronen-Strahls

Die leichten Elemente Lithium, Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff lassen sich mit D-NRA nachweisen.

Die Elemente Lithium, Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff lassen sich mit einer hohen Nachweiswahrscheinlichkeit mit dieser Methode nachweisen und quantifizieren. Dies erfolgt, indem ein Ionenstrahl von üblicherweise 1 MeV Deuteronen in das Probenmaterial eindringt und die Deuteronen mit den Probenatomen Kernreaktionen auslösen, bei denen Protonen oder Alpha-Teilchen erzeugt werden. Die Energien dieser Teilchen sind charakteristisch für die Kernreaktion, in der sie entstanden sind und somit für das beteiligte Probenelement. Um auch die Elemente höherer Ordnungszahlen nachzuweisen und die gesamte Zusammensetzung des Probenmaterials zu bestimmen, wird D-NRA in der Regel mit RBS kombiniert.

Typische Parameter von D-NRA, Vor- und Nachteile:

  • Bestimmt den Gehalt der leichten Elemente: Li, C, N und O
  • Bestimmt absolute Werte für die Anzahl der Atome
  • Für die Absolutbestimmung ist kein Standard erforderlich
  • Messtiefen im Bereich mehrere Mikrometer
  • Messzeit: 3-15 Minuten
  • Laterale Auflösung: ≥ 500 µm
  • Keine schweren Elemente nachweisbar => Kombiniert mit RBS
  • Keine Tiefeninformation => Größere Ungenauigkeiten bei Tiefengradienten
  • Substrate mit C, N oder O (z. B. SiO2, Al2O3) sind nicht geeignet


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