7 3.Функциональная схема.

Возбуждение анализирующего излучения

Монохроматизация излучения

Формирование потока излучения

Управление потоком анализирующего излучения

Управление потоком анализируемого излучение

Регистрация анализируемого излучения

Спектрометрия анализируемого излучения

Взаимодействие излучения с веществом

Обработка спектра

Анализ полученных данных

В спектроскопии РОР в качестве анализирующего излучения, направляемого на исследуемое вещество, используются пучки ускоренных моноэнергетических легких ионов водорода (¹H) и гелия(⁴He).По сути, анализирующие частицы являются ядрами (протоны и двукратно ионизированные атомы гелия); однократно ионизированные атомы гелия ведут себя в процессах ядерных столкновений также подобно ядрам. При измерении состава вещества методом РОР на расположенный в аналитической камере исследуемый образец в условиях высокого вакуума направляется из ионного источника узкий моноэнергетический пучок анализирующих ионов, ускоренный до энергии 1-4 МэВ. Моноэнергетичность ионного пучка достигается путем выделения из первичного пучка, формируемого вытягивающим электродом ионного источника, ионов с одинаковым удельным зарядом при отклонении в магнитном поле и последующего ускорения пучка постоянным электрическим полем. Необходимое для ускорения ионов высокое напряжение получается с использованием электростатического генератора Ван-де-Граафа. Формирование узкого ионного пучка осуществляется коллимирующей системой диафрагм и ионных линз. Заряд q, приносимый анализирующим пучком на образец, регистрируется интегратором тока. Обратнорассеянные ионы регистрируются поверхностно-барьерным кремниевым детектором, который устанавливается под углом рассеяния Θ по отношению к направлению первичного ионного пучка. Измерительная информация, получаемая методом РОР, регистрируется в виде энергетического спектра обратнорассеянных ионов, где по оси абсцисс откладывают номер канала анализатора, а по оси ординат – выход обратного рассеяния в импульсах. Поскольку каждому каналу многоканального анализатора соответствует определенный небольшой интервал энергий, то номер канала однозначно связан с энергией регистрируемых рассеянных частиц. Спектр представляет собой распределение ионов, рассеянных на ядрах атомов исследуемого вещества, по кинетическим энергиям. Форма спектра зависит от природы анализирующих ионов, их энергий, а так же от природы и состава исследуемого образца.

Исследование энергетических спектров обратнорассеянных быстрых ионов дает уникальную возможность измерения толщины и состава слоев, находящихся на поверхности и на глубине до 1 мкм,не разрушая исследуемый объект. Спектроскопия позволяет осуществлять качественный и количественный анализ состава исследуемого материала, тонкопленочных, в том числе многослойных покрытий на поверхности различных подложек, поверхностных оксидов и других химических соединений.