核分析課程設(shè)計(jì)

1、用溝道效應(yīng)定位晶體用溝道效應(yīng)定位晶體SiSi中雜質(zhì)原子中雜質(zhì)原子技術(shù)原理：技術(shù)原理：溝道技術(shù)是利用帶電粒子與單晶體的相互作用研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的一種分析技術(shù)。在單晶休中，原子是有規(guī)則地排列的，晶格原子構(gòu)成一系列的晶軸和晶面。帶電粒子入射到單晶體上時(shí)，相互作用情況與入射到無(wú)定形樣品時(shí)會(huì)很不一樣。當(dāng)沿著單晶體的一定方向入射時(shí)，出現(xiàn)新的物理現(xiàn)象，離子約運(yùn)動(dòng)受到晶軸或晶面原子勢(shì)的控制。當(dāng)一束準(zhǔn)直的正離子入射到單晶體靶上時(shí)，離子與靶原子之間相互作用

2、幾率，與離子的入射方向和單晶體晶軸或晶面間的相對(duì)取向有關(guān)。帶電粒子與單晶體中的原子相互作用的這種強(qiáng)烈的方向效應(yīng)就是溝道效應(yīng)。用溝道效應(yīng)進(jìn)行雜質(zhì)原子定位研究的基本原理是用溝道效應(yīng)進(jìn)行雜質(zhì)原子定位研究的基本原理是:間隙原子和替位原子與離子束碰撞的幾率在晶體不同取向時(shí)，有著不同的依賴關(guān)系，在不同晶軸方向進(jìn)行測(cè)量，就可以定出其位置。下圖是Si(110)面的原子排列圖。圖中用符號(hào)○表示基體晶格原子，分別用符號(hào)●、、▲表示處于間隙位、替位、四面體中

3、間位置的某種雜質(zhì)原子。由圖可以清楚看出，處于替位的雜質(zhì)原子，入射束按或定向入射，都不能與之發(fā)生背散射等近距作用，只有在偏離晶軸方向入射時(shí)才會(huì)發(fā)生。對(duì)于處于間隙位的雜質(zhì)原子，無(wú)論從什么方向入射，都能與之發(fā)生近距作用，沒(méi)有方向性。處于四面體中間位置的雜質(zhì)原子，分析束從、的方向入射時(shí)不能發(fā)現(xiàn)它，從方向入射時(shí)可以發(fā)現(xiàn)它。從不同晶軸方向的測(cè)量，可以定量計(jì)算出雜質(zhì)原子的替位率。入射離子束經(jīng)準(zhǔn)直后打到單晶樣品上。晶體安裝在一個(gè)可以調(diào)整角度的定角器上。

4、1、薄樣品采用透射幾何裝置在前向用探測(cè)器記錄粒子。當(dāng)入射束與晶軸(或晶面)方向一致時(shí)，產(chǎn)生溝道效應(yīng)，透過(guò)的粒子數(shù)最多，在徑跡探測(cè)器上得到星狀圖象，當(dāng)用半導(dǎo)體位置靈敏探測(cè)器來(lái)記錄粒子時(shí)，應(yīng)采用很小的準(zhǔn)直孔(0.1mm)使入射束強(qiáng)度盡量弱，以免探測(cè)器受損。2、厚樣品采用散射幾何裝置在后向角度探測(cè)粒子。這些粒子可以是彈性散射粒子，也可以是核反應(yīng)產(chǎn)生的各和粒子，以及入射束激發(fā)的X射線等。通常是測(cè)背散射粒子產(chǎn)額隨入射束與晶軸(或晶面)夾角的變化。

5、晶軸定向手續(xù)：晶軸定向手續(xù)：已知晶軸方向的單晶樣品裝在定角器上后，需調(diào)節(jié)定角器角度才能確定晶軸的方位使晶軸方向與入射束方向完全一致，這種調(diào)節(jié)步驟稱為定向。1、單晶樣品準(zhǔn)備沿某一晶面方向從晶柱上切割下一塊一定厚度的單晶樣品。樣品的晶軸方向與樣品切面的法線間夾角一般在幾度范圍內(nèi)，切割得好，可控制在零點(diǎn)幾度。然后對(duì)樣品拋光、退火處理，裝在定角器上。2、隨機(jī)譜測(cè)量對(duì)于單晶靶的隨機(jī)譜測(cè)量，總是將晶體傾斜一個(gè)角度，使主晶軸不與入射束對(duì)準(zhǔn)。為了防止高

6、密勒指數(shù)晶面的面溝道效應(yīng)出現(xiàn)，應(yīng)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)晶休(改變方位角)，轉(zhuǎn)動(dòng)速度視各種定角器結(jié)構(gòu)而定。在測(cè)量隨機(jī)譜的時(shí)間內(nèi)，應(yīng)盡量使樣品多轉(zhuǎn)幾圈，這樣可把而溝道效應(yīng)平均掉。3.定向手續(xù)在做溝道實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先要確定裝在定角器上的單晶樣品的晶軸方向，然后才能使晶軸與入射束方向一致。由于晶體的晶軸是由幾組晶面相交而成，所以當(dāng)入射束對(duì)準(zhǔn)這些晶面時(shí)，會(huì)發(fā)生面溝道效應(yīng)。測(cè)量這些面溝道dip曲線，就可以確定晶軸方向。軸溝道軸溝道dipdip曲線和定向譜測(cè)量曲線和定