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Ein großer Vorteil dieser Methode liegt darin, dass kein probenspezifischer Standard erforderlich ist. Die Kernreaktion des Sickstoff-Isotops 15N eines Ionenstrahls mit den in Probenmaterialien enthaltenen Wasserstoff erzeugt charakteristische Gammastrahlung, die bei dieser Methode detektiert wird.  Die Reaktion findet fast ausschließlich bei einer Ionenenergie von 6,4 MeV (Resonanzenergie) statt. Daher wird bei höherer Ionenstrahlenergie nicht die Oberfläche sondiert. Allerdings erreichen die Ionen beim Durchdringen des Probenmaterials aufgrund des Energiverlustes in einer bestimmten Tiefe die Resonanzenergie. Somit wird für eine gewählte Strahlenergie das Material in einer festgelegten Tiefe sondiert. Durch schrittweises Verändern der Ionenenergie wird die Tiefenverteilung der H-Konzentration erstellt.

Typische Parameter von NRRA, Vor- und Nachteile:

• Bestimmt absolute Konzentrationen
• Kein probenspezifischer Standatd erforderlich
• Tiefenauflösung: ≈ 10 nm (surface)
• Sondierungstiefe im Bereich von einem bis mehrerer Mikrometer
• Laterale Auflösung etwa 3 mm
• Nachweisgrenze im Bereich von 100 ppm
• Messzeit pro Profil: 1 bis 2 Stunden
• Gilt als zerstörungsfreie Methode
• H-Konzentration mancher Materialien nicht stabil unter Ionenbeschuss