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Die Kombination der Schwingquarzmethode mit Energieverlustmessungen leichter Ionen zum Nachweis von Adsorptionsschichten an extrem dunnen freitragenden FolienDie MeBgenauigkeit der Schichtdicke dunner Aufdampfschichten mit Hilfe der Schwingquarzmethode wurde in den letzten Jahren soweit erhoht, daB dieses Verfahren heute zu den genauesten DickenmeBmethoden geziihlt werden kann (KATo). Da jedoch auch gegenwartig noch unterschiedliche Ansichten uber die Zuverlassigkeit der Schwingquarzmethode bestehen, ist jeder Vergleich mit einer anderen, vergleichbar genauen Methode nutzlich.Eine Moglichkeit des unmittelbaren Vergleichs ergab sich bei uns in Zusammenhang mit der Messung von Energieverlusten von Lithiumionen im Energiebereich von 10 bis 100 keV in freitragenden amorphen und polykristallinen Folien verschiedener Elemente im Dickenbereich von 100 bis 600 A (BERNHARD, M~LLER-JAHREIS, ROCKSTROE, SCHWABE), (APEL, MULLER-JAHREIS, ROCKSTROH, SCHWABE), was Atom-Flachendichten von etwa 6 bis 50 x 10ls Atome je om2 bzw. Massenbelegungen von 3 bis 50 pg je cma entspricht. Zwischen derMassenbelegung Q = M N AR (M -Atommasse, N -Atomzahldichte, A R -Schichtdicke) und dem Energieverlust A E der Ionen in der Folie besteht die Proportionalitiit (1) Der fur jede Ionen-Target-Kombination spezifische Bremsquerschnitt S ist von der Energie der Ionen abhangig, nicht dagegen von den GroBen N und d R bzw. e. Bei der Schwingquarzmethode wird die Proportionalitiit der Frequenz-Lnderung eines bedampften Schwingquarzes zur Massenbelegung e ausgenutzt: (2) ( C enthiilt nur die Daten des Schwingquarzes) (SAUERBREY). Damit ist ein unmittelbarer Vergleich beider MeBmethoden moglich. Fur die Messungen standen uns eine Apparatur zur Bestimmung von Energieverlusten mit eincr Genauigkeit <1 yo und eine Schwingquarz-MeBapparatur mit einer Genauigkeit von 1,5% zur Verfugung (WRONSKI). Mit beiden MeBapparaturen konnten relative Schichtdickenanderungen von einer monoatomaren Schicht sicher nachgewiesen werden. Bei den Messungen wurden die Folien im Hochvakuum (Restgasdruck Torr) sowohl auf mit NaCl beschichtete Glastrager als auch auf den Schwingquarz aufgedampft. Dannch erfolgte die Messung der Massenbelegung
Die Kombination der Schwingquarzmethode mit Energieverlustmessungen leichter Ionen zum Nachweis von Adsorptionsschichten an extrem dunnen freitragenden FolienDie MeBgenauigkeit der Schichtdicke dunner Aufdampfschichten mit Hilfe der Schwingquarzmethode wurde in den letzten Jahren soweit erhoht, daB dieses Verfahren heute zu den genauesten DickenmeBmethoden geziihlt werden kann (KATo). Da jedoch auch gegenwartig noch unterschiedliche Ansichten uber die Zuverlassigkeit der Schwingquarzmethode bestehen, ist jeder Vergleich mit einer anderen, vergleichbar genauen Methode nutzlich.Eine Moglichkeit des unmittelbaren Vergleichs ergab sich bei uns in Zusammenhang mit der Messung von Energieverlusten von Lithiumionen im Energiebereich von 10 bis 100 keV in freitragenden amorphen und polykristallinen Folien verschiedener Elemente im Dickenbereich von 100 bis 600 A (BERNHARD, M~LLER-JAHREIS, ROCKSTROE, SCHWABE), (APEL, MULLER-JAHREIS, ROCKSTROH, SCHWABE), was Atom-Flachendichten von etwa 6 bis 50 x 10ls Atome je om2 bzw. Massenbelegungen von 3 bis 50 pg je cma entspricht. Zwischen derMassenbelegung Q = M N AR (M -Atommasse, N -Atomzahldichte, A R -Schichtdicke) und dem Energieverlust A E der Ionen in der Folie besteht die Proportionalitiit (1) Der fur jede Ionen-Target-Kombination spezifische Bremsquerschnitt S ist von der Energie der Ionen abhangig, nicht dagegen von den GroBen N und d R bzw. e. Bei der Schwingquarzmethode wird die Proportionalitiit der Frequenz-Lnderung eines bedampften Schwingquarzes zur Massenbelegung e ausgenutzt: (2) ( C enthiilt nur die Daten des Schwingquarzes) (SAUERBREY). Damit ist ein unmittelbarer Vergleich beider MeBmethoden moglich. Fur die Messungen standen uns eine Apparatur zur Bestimmung von Energieverlusten mit eincr Genauigkeit <1 yo und eine Schwingquarz-MeBapparatur mit einer Genauigkeit von 1,5% zur Verfugung (WRONSKI). Mit beiden MeBapparaturen konnten relative Schichtdickenanderungen von einer monoatomaren Schicht sicher nachgewiesen werden. Bei den Messungen wurden die Folien im Hochvakuum (Restgasdruck Torr) sowohl auf mit NaCl beschichtete Glastrager als auch auf den Schwingquarz aufgedampft. Dannch erfolgte die Messung der Massenbelegung
Experimental results are reported regarding the multiple scattering of lithium ions with energies from 10 to 50 keV in carbon, aluminium, silicon, vanadium, chromium, iron, cobalt, and germanium. The targets consisted of thin self-supporting foils 150 to 700 A thick, The results of the scattering measurements agree satisfactorily with Meyer's theory of multiple scattering with regard t o the dependence on the energy of the ions, foil thickness, and the form of the scattering distribution.In der vorliegenden Arbeit werden experimentelle Ergebnisse zur Vielfachstreuung von Lithium-Ionen mit Energien von 10 bis 50 keV in Kohlenstoff, Aluminium, Silizium. Vanadium, Chrom, Eisen, Kobalt und Germaniummitgeteilt. Die Targets bestanden aus diinnen freitragenden Folien der Dicke 150 bis 700 A. Die Ergebnisse der Streumessungen zeigen bezuglich der Abhangigkeit von der Energie der Ionen, der Foliendicke und der Form der Streuverteilung befriedigende Ubereinstimmung mit der Theorie der Vielfachstreuung von Meyer.
The behavior of energetic ions in polyatomic targets is simulated by the Monte Carlo technique, which is based on a single scattering model taking account of nuclear and electronic stopping. The results follow the experiments fairly well as to range and energy distribution of transmitted ions through thin films. The present simulation is, in principle, applicable to any combination of ion beam and target.
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