RBS
Técnicas IBA

La espectrometría de retrodispersión Rutherford (RBS) es una poderosa técnica analítica utilizada en ciencia de materiales para la determinación de la composición (y estructura cuando se combina con canalización iónica). Se basa en la medida de un haz de iones retrodispersados de alta energía que incide sobre una muestra. En el CMAM, las capacidades de RBS están disponibles en varios sistemas experimentales, que incluyen la Línea Standard, el Microhaz interno y la línea de Microhaz externo.

RBS es una de las técnicas IBA mejor establecidas en la caracterización de películas delgadas, en la que un haz (helio o hidrógeno) de alta energía (1-10 MeV) es dirigido a una muestra. Los iones que son elásticamente dispersados por los núcleos de la muestra se detectan: cuanto mayor es la masa de un átomo que es golpeado por un haz de iones, mayor será la energía de los iones después de la retrodispersión. Esto da lugar a la discriminación en masa y, contando los iones dispersados en función de la energía, el número de átomos de cada elemento presente puede ser determinado.

Aparte de la información de la masa, la habilidad principal de RBS es la resolución de profundidad (en la escala de nanómetros). Durante la trayectoria de vuelo a través de la muestra, los iones pierden energía, y esta pérdida de energía por unidad de distancia es conocida por todos los materiales, que permite la conversión del espectro de RBS en un perfil de profundidad. Por ejemplo, un ion disperso a una cierta profundidad pierde más energía (en el camino dentro y fuera del blanco) que un ion disperso por el átomo mismo, pero en la superficie de la muestra.

RBS espectro

(a) Espectro de RBS de resonancia de oxigeno a 3.035 MeV  para la muestra oxidada a 700 ºC en atmósfera de O2+Ar. (b) Correspondiente a perfil de profundidad



Aplicaciones:

RBS:

  • - Composición de películas, multicapas y materiales a granel.
  • - Perfiles de implantación, incluyendo dosis de calibración.
  • - Contaminación de superficie
  • - Interfase de mezcla y reacción
  • - Perfiles de difusión

RBS-canalización:

  • - Crecimiento epitaxial
  • - Daño de implantación
  • - Daño de pulido
  • - Localización del entramado de dopantes y contaminantes en monocristales

Valores posibles en el CMAM:

  • - Haz de H o He entre 1-10 MeV
  • - Medidas rápidas (10-20 min)
  • - Buen control de la posición de la muestra (precisa goniómetro)
  • - Resolución de 12 keV con detectores de Si planar