Elastische Rückstoßatomspektrometrie leichter Elemente mit Subnanometer-Tiefenauflösung:
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Dresden
HZDR, Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf
2012
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| Series: | Wissenschaftlich-technische Berichte / Helmholtz-Zentrum Dresden Rossendorf, HZDR
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I N H A L T S V E R Z E I C H N I S
KURZFASSUNG I
A B S T R A C T III
I N H A L T S V E R Z E I C H N I S V
M O T I V A T I O N 1
P H Y S I K A L I S C H E G R U N D L A G E N 5
1.1 KINEMATIK 5
1.2 WIRKUNGSQUERSCHNITTE 7
1.3 ENERGIEVERLUST VON IONEN IN MATERIE 9
1.4 R B S U N D E R D ALS IONENSTRAHLANALYTISCHE METHODEN 12
A U F B A U D E R M E S S A P A R A T U R 1 5
2.1 STRAHLFUEHRUNG 15
2.1.1 PRIMAERIONENBESCHLEUNIGER 15
2.1.2 STRAHLFUEHRUNG U N D -DIAGNOSTIK 16
2.2 UHV-STREUKAMMER 17
2.2.1 RESTGASANALYSATOR 18
2.2.2 KUEHLFALLE 19
2.2.3 FUENF-ACHSEN-PRAEZISIONSMANIPULATOR 19
2.2.4 PROBENSCHLEUSE 20
2.2.5 PROBENTEMPERATURMESSUNG 21
2.3 STRAHLSTROMMESSUNG - FLUEGELRAD 21
2.4 D A S Q Q D S MAGNETSPEKTROMETER FUER HOECHSTAUFLOESENDE E R D 23
2.4.1 HOECHSTAUFLOESENDE TEILCHENSPEKTROMETER - UBERBLICK 23
2.4.2 DAS Q Q D S - M A G N E T S P E K T R O M E T E R 25
2.4.3 EIGENSCHAFTEN DES MAGNETSPEKTROMETERS Q Q D S 26
2.4.4 IONENSTRAHLOPTIK 26
2.4.5 BERECHNUNG DER QQDS-MAGNETFELDER 29
2.4.6 EXPERIMENTELLE KONTROLLE DER BERECHNETEN MAGNETFELDER 31
2.4.7 KINEMATISCHE K O R R E K T U R M I T HILFE DER QUADRUPOLE 32
2.5 FOKALEBENENDETEKTOR FUER HOECHSTAUFLOESENDE E R D 32
2.5.1 ALLGEMEINE ANFORDERUNGEN A N EINEN HOECHSTAUFLOESENDEN E R D
DETEKTOR 32
2.5.2 AUFBAU DES QQDS-FOKALEBENENDETEKTORS 34
2.6 DATENVERARBEITUNG 41
2.6.1 ONLINE-DATENERFASSUNG 41
2.6.2 DATENERFASSUNG U N D KOINZIDENZZEIT 42
HTTP://D-NB.INFO/1020860413
IMAGE 2
2.6.3 ERZEUGUNG DER ENERGIESPEKTREN 43
2.7 ENERGIEKALIBRIERUNG 44
L A D U N G S Z U S T A N D S V E R T E I L U N G 4 5
3.1 UEBERBLICK 45
3.2 THEORETISCHE GRUNDLAGEN ZUR LADUNGSZUSTANDSVERTEILUNG 47
3.2.1 LADUNGSZUSTANDSFLUKTUATIONEN 47
3.2.2 DAS DYNAMISCHE LADUNGSZUSTANDSGLEICHGEWICHT 49
3.2.3 SEMIEMPIRISCHES MODELL DER LADUNGSZUSTANDSRERAXATION 51
3.2.4 DER EFFEKTIVE LADUNGSZUSTAND U N D DIE ABSCHIRMLAENGE 53
3.2.5 ENERGIEVERLUST IM NICHTGLEICHGEWICHT 56
3.3 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN Z U R LADUNGSZUSTANDSVERTEILUNG 58
3.3.1 LADUNGSZUSTANDSVERTEILUNG I M DYNAMISCHEN GLEICHGEWICHT 58 3.3.2
LADUNGSZUSTANDSVERTEILUNG IM DYNAMISCHEN NICHTGLEICHGEWICHT 62
S C H AE D I G U N G D U R C H D E N P R I M AE R S T R A H L 6 7
4.1 UBERBLICK U N D THEORETISCHE GRUNDLAGEN 67
4.1.1 AENDERUNG DER MATERIALSTRUKTUR A U F MESOSKOPISCHER SKALA 69
4.1.2 PRIMAERIONENIMPLANTATION . 70
4.1.3 DESORPTION VON VOLATILEN ELEMENTEN 70
4.1.4 ELEMENTMISCHUNG A N GRENZFLAECHEN 71
4.1.5 OBERFLAECHENZERSTAEUBUNG U N D IONENINDUZIERTE DIFFUSION 73
4.2 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN A N EINER DUENNEN SILIZIUMDIOXIDSCHICHT
74 4.2.1 SAUERSTOFFMISCHUNG A N DER GRENZFLAECHE Z U M SILIZIUMSUBSTRAT
74 4.2.2 SAUERSTOFFVERLUST WAEHREND DER SCHWERIONENBESTRAHLUNG 77
4.2.3 SAUERSTOFFVERLUST BEI VERSCHIEDENEN PRIMAERION 79
4.2.4 SAUERSTOFFVERLUST BEI VARIATION DES EINFALLSWINKELS 80
4.2.5 SAUERSTOFFVERLUSTES BEI VARIATION DER PRIMAERIONENENERGIE 81
4.3 STRAHLPARAMETER A M Q Q D S 83
4.3.1 GEWAEHLTE STRAHLPARAMETER Z U R REDUZIERUNG DER PROBENSCHAEDIGUNG .
8 3 4.3.2 PROBENSCAN Z U R REDUZIERUNG DER FLUENZ 83
E R D M I T T I E F E N A U F L OE S U N G E N I M S U B N A N O M E T E
R B E R E I C H 8 5
5.1 REFERENZPROBE 85
5.2 ANALYSE DER TIEFENPROFILE 86
5.2.1 EINFLUSS DER LADUNGSZUSTANDSVERTEILUNG NACH DER STREUUNG 86
5.2.2 EINFLUSS DES LADUNGSZUSTANDSABHAENGIGEN ENERGIEVERLUSTES 87
5.2.3 EINFLUSS VON OBERFLAECHENRAUHEIT 88
5.2.4 EINFLUSS DER GRENZFLAECHENRAUHEIT 90
5.2.5 EINFLUSS DER ZWISCHENSCHICHTEN A N GRENZFLAECHEN 90
5.2.6 EINFLUSS VON PRIMAERSTRAHLINDUZIERTER PROBENSCHAEDIGUNG 91
5.3 DISKUSSION DER TIEFENAUFLOESUNG 92
5.3.1 TIEFENAUFLOESUNGSBEGRENZEN CLE P A R A M E T E R 92
5.3.2 BERECHNUNG DER TIEFENAUFLOESUNG 101
5.3.3 VERGLEICH DER HOECHSTAUFLOESENDEN M I T DER KONVENTIONELLER E R D
102 5.3.4 VERGLEICH DER HOECHSTAUFLOESENDEN JONENSTRAH 1 ANALYTIK M I T
ANDEREN TIEFENPROFILIERUNGSMETHODEN 104
IMAGE 3
A N W E N D U N G S B E I S P I E L E FUER H OE C H S T A U F L OE S E N D
E E R D 1 0 7
6.1 SI0 2 -SI 3 N 4 0 X -SI0 2 -MULTISCHICHT 107
6.2 ULTRA-SHALLOW-JUNCTION BOR-IMPLANTATIONSPROFILE 109
6.3 HIGH-K MATERIALIEN U N D U L T R A D UE N N E OXIDSCHICHTEN 110
Z U S A M M E N F A S S U N G U N D A U S B L I C K 1 1 3
7.1 ZUSAMMENFASSUNG 113
7.2 AUSBLICK 113
M A SS - U N D D A T E N B L A T T D E S M A G N E T S P E K T R O M E T
E R S Q Q D S I
A . L DIPOLMAGNET I
A.2 QUADRUPOLE I
A.3 SEXTUPOL II
A.4 A B S T AE N D E ZWISCHEN DEN MAGNETEN II
A B B I L D U N G S V E R Z E I C H N I S III
T A B E L L E N V E R Z E I C H N I S V I I
L I T E R A T U R V E R Z E I C H N I S I X
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