Tridimenzionalna elementarna tomografija tankoplastnih struktur in površin

Razvili bomo način merjenja tridimenzionalne porazdelitve lahkih elementov z resonančnimi reakcijami (p,γ), kjer pričakujemo lateralno ločljivost 1 mikrometra in globinsko ločljivost nekaj deset nanometrov. Pri izbiri resonančne reakcije z zelo majhno širino (Γ< 1 keV) bo globinsko ločljivost pretežno določalo energijsko stresanje iona pri prehodu iona skozi snov. Globino, v kateri bomo merili lateralno porazdelitev izbranega elementa, bomo določili z energijo protonov iz pospeševalnika. V tem primeru je globinski doseg metode določen z resonančno energijo. Predvidevamo, da bo merjenje tridimenzionalne porazdelitve lahkih elementov z resonančnimi reakcijami (p, γ) mogoče za izotope 11B, 13C, 14N, 15N, 18O, 19F, 23Na, 26Mg, 27Al in 30Si.Že delujočo tridimenzionalno tomografijo z metodo Rutherfordovega povratnega sipanja bomo izboljšali s programskim orodjem IBA Data Furnace za analizo spektrov, ki z numerično metodo "simulated annealing" spreminjati hipotetično sestavo vzorca do ujemanja z izmerjenim. Za merjenje števila vpadlih ionov bomo razvili mehanski prekinjevalec žarka. Izmerjeno število sipanih ionov na prekinjevalcu žarka bo merilo za število vpadlih ionov. Na ta način bo mogoče normalizirati izmerjene spektre s številom vpadlih ionov na 1% natančno. Problem mrtvega časa analogno-digitalnega pretvornika (ADP) bomo odpravili s hitrim elektrostatskim odklonilnikom žarka, ki bo izklopil ionski žarek med analizo vsakega pulza na ADP. Razvili bomo metodo merjenja vzbujenega naboja v polprevodnikih (ang. Ion Beam Induced Charge, IBIC), s katero bomo merili geometrijsko strukturo zapornih plasti v polprevodnikih z mikrometrsko ločljivostjo.