تجزیه و تحلیل پرتو یونی
بررسی اجمالی

تحلیل پرتو یونی بر این اساس کار می‌کند که برهمکنش‌های یون و اتم با معرفی یون‌ها به نمونه آزمایش شده تولید می‌شود. فعل و انفعالات اصلی منجر به انتشار محصولاتی می‌شود که جمع‌آوری اطلاعاتی مربوط به تعداد، نوع، توزیع و آرایش ساختاری اتم‌ها را فراهم می‌کند. برای استفاده از این فعل و انفعالات برای تعیین ترکیب نمونه، باید تکنیکی همراه با شرایط تابش و سیستم تشخیصی انتخاب شود که تابش مورد نظر را به بهترین نحو ایزوله کند تا حساسیت و محدودیت‌های تشخیص مورد نظر را تأمین کند. طرح اولیه یک دستگاه پرتو یونی یک شتاب‌دهنده است که یک پرتو یونی تولید می‌کند که از طریق یک لوله انتقال پرتو تخلیه شده به دستگاه انتقال پرتو تغذیه می‌شود. این دستگاه گونه‌های یون و بار مورد نظر را جدا می‌کند که سپس از طریق یک لوله انتقال پرتو تخلیه شده به محفظه هدف منتقل می‌شود. این محفظه جایی است که پرتو یونی تصفیه شده با نمونه تماس پیدا کرده و بنابراین می‌توان برهمکنش‌های حاصل را مشاهده کرد. پیکربندی دستگاه پرتو یونی را می‌توان تغییر داده و با ترکیب اجزای اضافی پیچیده‌تر کرد. تکنیک‌های تحلیل پرتو یونی برای اهداف خاصی طراحی شده‌اند. برخی از تکنیک‌ها و منابع یونی در جدول ۱ نشان داده شده‌است. انواع آشکارساز و آرایش‌ها برای تکنیک‌های پرتو یونی در جدول ۲ نشان داده شده‌است.
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| --- | --- | --- | --- | --- |
|  | منبع یون | جریان | پرتوهای یونی | تکنیک |
| کم انرژی | فرکانس رادیویی | ۱ میلی‌آمپر | H, He, N، O | LEIS |
| کم انرژی | دووپلاسماترون | ۱۰ میلی‌آمپر | H, He, N، O |  |
| کم انرژی | کلوترون |  |  |  |
| کم انرژی | پنینگ | ۵ میلی‌آمپر | C, N، Ne, Kr |  |
| کم انرژی | کندوپاش CaeDsium |  | جامدترین | SIMS |
| کم انرژی | فریمن | ۱۰ میلی‌آمپر | جامدترین |  |
| کم انرژی | اثر الکترون |  |  |  |
| کم انرژی | LMIS |  | Ga, In, Au, Bi |  |
انرژی بالا: یون‌های مثبت
| انرژی بالا | فرکانس رادیویی | ۱ میلی‌آمپر | H, He, N, O | RBS, PIXE, NRA |
| انرژی بالا | دووپلاماترون | ۱۰ میلی‌آمپر | H, He, N, O | RBS, PIXE, NRA |
انرژی بالا: یون‌های منفی
| انرژی بالا | دووپلاسماترون (استخراج خارج از محور) | ۱۰۰ میلی‌آمپر | H, O | RBS, PIXE, NRA |
| انرژی بالا | پنینگ | ۲ میلی‌آمپر | H, 2 H | RBS, PIXE, NRA |
| انرژی بالا | Sputter-source |  | اکثر | RBS, PIXE, NRA |
| انرژی بالا | RF با تعویض بار | ۱۰۰ میلی‌آمپر | H, He, N, O | RBS, PIXE, NRA |
|  | محصول | آشکارساز | پیکربندی | وکیوم |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| LEIS | یون‌های پراکنده | Channeltron | خلاء، متحرک باصرفه اندازه‌گیری انرژی نیاز دارد آنالایزر الکترواستاتیک/مغناطیسی | ۱۰ نانو پاسکال |
| SIMS | یون‌های ثانویه | Channeltron | خلاء، هندسه ثابت وضوح کم جرم با ESA, QMA وضوح جرم بالا با آنالایزر میدانی بخش | < ۱ میلی پاسکال |
| SIPS | فوتون‌های نوری | اسپکتروفتومتر | خارجی به محفظه، هندسه ثابت، وضوح طول موج بالا. | < ۱ میلی پاسکال |
| PIXE | اشعه ایکس | Si (Li) IG | وکیوم یا خارجی. پنجره نازک را فیلتر می‌کند. خنک‌کننده N مایع | < ۱ میلی پاسکال |
| RBS | یون‌ها | Surf.barrier | خلاء، هندسه متحرک چیدمان کوچک و ساده |  |
| RBS-C | یون‌ها | Surf.barrier |  | < ۱۰۰ میلی پاسکال |
| ERA | یون‌ها | Surf.barrier | نگاهی به هندسه زاویه برای بهبود وضوح عمق |  |
| NRA | یون‌ها | Surf.barrier |  |  |
| PIGME | اشعه‌های گاما | Ge (Li) NaI | خارجی با پنجره، کرایوستات وضوح بالا، راندمان پایین وضوح ضعیف، راندمان بالا | < ۱۰۰ میلی پاسکال |
| NRA | نوترون‌ها | BF3 شیشه Li جرقه زننده | خارجی، راندمان پایین فقط تشخیص وضوح گسترده با آشکار شدن |  |