Метод Резерфордівського розсіяння назад

Резерфордівське розсіяння назад — метод елементного аналізу приповерхневих шарів речовини на основі резерфордівського розсіяння швидких заряджених частинок, зазвичай альфа-частинок або протонів.

Фізичні засади

При зіткненні швидкої зарядженої частинки (іона) з ядром атома мішені, частинка втрачає енергію, передаючи її ядру. Втрати енергії залежать від кута розсіяння та від мас розсіяної частинки й ядра. Ці втрати описуються кінематичним фактором k:

${\displaystyle E_{1}=k\cdot E_{0},}$

${\displaystyle k=\left({\frac {m_{1}\cos {\theta _{1}}\pm {\sqrt {m_{2}^{2}-m_{1}^{2}(\sin {\theta _{1}})^{2}}}}{m_{1}+m_{2}}}\right)^{2},}$

де ${\displaystyle E_{0}}$ та ${\displaystyle E_{1}}$ — енергії частинки до і після розсіяння, відповідно, ${\displaystyle m_{1}}$ та ${\displaystyle m_{2}}$ — маси частинки, що налітає на ядро, та маса ядра, відповідно, ${\displaystyle \theta _{1}}$ — кут розсіяння в лабораторній системі відліку.

Тож, в енергетичному спектрі частинок, що розсіялися назад на фіксований кут (${\displaystyle \theta _{1}>180}$°), спостерігаються піки, які відповідають різним масам ядер мішені. Оскільки частинки втрачають енергію не тільки при пружному зіткненні з ядрами мішені, а й іонізацію на шляху до зіткнення і після нього, уширення піків містить інформацію про глибину залягання атома розсіювача в зразку.

Посилання на джерела

1. Oura et al. (2003) p. 110

Джерела

• (1986). The Making of the Atomic Bomb. . ISBN .
• Oura, K.; Lifshits, V.G.; Saranin, A.A.; Zotov, A.V. та ін. (2003). Surface Science: An Introduction. Springer-Verlag. ISBN .
• Feldman, L.C.; Mayer, J.W.; Picraux, S.T. (1982). Materials Analysis by Ion Channeling. .
• Feldman, L.C.; Mayer, J.W. (1986). Fundamentals of Surface and Thin Film Analysis. Prentice-Hall.
• . Evans Analytical Group: Training. Архів оригіналу за 9 жовтня 2007. Процитовано 10 жовтня 2007.
• . Evans Analytical Group: Training. Архів оригіналу за 9 жовтня 2007. Процитовано 10 жовтня 2007.
• Hobbs, C.P.; McMillan, J.W.; Palmer, D.W. (1988). The effects of surface topography in nuclear microprobe Rutherford backscattering analysis. . 30 (3): 342—348. Bibcode:1988NIMPB..30..342H. doi:10.1016/0168-583X(88)90023-7.
• Frenken, J.W.M.; Maree, P.M.J.; van der Veen, J.F. (1986). Observation of surface-initiated melting. Phys. Rev. B. 34 (11): 7506. Bibcode:1986PhRvB..34.7506F. doi:10.1103/PhysRevB.34.7506.