396پ

Investigation of Porous Materials Using Ion Beam Analysis Methods

دكتري تخصصي(Ph.D.)

فيزيك گرايش هسته‌اي

دانشگاه پيام نورمركز تحصيلات تكميلي

1395

1395/3/12

عالي

181ص.

كاكويي ، اميد رضا

محمدي ، سعيد

157-163

Ion beam analysis (IBA), Porous materials, Porosity, Porous structure, Backscattering, Resonance profiling, Depth Profiling, Stopping power, Straggling, Porous alumina

مواد متخلخل به دليل خواص منحصر به فرد خود، كاربرد وسيعي در فناوري دارند. كيفيت لايه متخلخل، ضخامت اين لايه، چگالي و اندازه خلل‌ها نقش تعيين كننده در عملكرد اين ماده پيشرفته دارند. اندازه‌گيري مستقيم و غيرمخرب خصوصيات لايه‌ متخلخل به منظور كنترل فرايند ساخت و بهبود عملكرد آن از چالش‌هاي پيش‌روي پژوهشگران است. دراين كار پژوهشي سعي شده است تا با استفاده از توانمندي روش‌هاي آناليز با باريكه يوني، برخي از مشخصات اكسيد آلومينيوم متخلخل تعيين شود. به اين منظور از روش‌هاي آناليز پس پراكندگي كشسان(EBS) ، آشكارسازي ذرات پس زده از برخورد كشسان (ERD) و برهم‌كنش هسته‌اي (NRA) براي مشخصه‌يابي آلوميناي متخلخل و مقايسه آن با نمونه آلومينا غيرمتخلخل استفاده شده است. با استفاده از روش EBS تركيبات عنصري، ناخالصي‌ها و نمايه عمقي عناصر، با استفاده از روشNRA غلظت عناصر اكسيژن و كربن در نمونه، و با روش ERD نمايه عمقي هيدروژن موجود درنمونه‌ها ، اندازه‌گيري شده است. علاوه‌براين، با استفاده از روش آناليز پس پراكندگي باريكه يوني تشديدي 16O(α ,α)16O، تحليل ساختاري تخلخل بررسي شده است. اگر انرژي تابشي، كمي از انرژي تشديد بيشتر باشد، در اين صورت قله تشديدي در طيف انرژي يون‌هاي پس پراكنده ظاهر مي شود. مكان و پهناي اين قله براي نمونه‌هاي غيرمتخلخل از طريق چيدمان آزمايشگاهي تعيين مي‌شوند، در حاليكه براي مواد متخلخل، مكان قله تحت شرايط خاصي به سمت انرژي‌هاي بالاتر سوق پيدا مي‌كند. جابجايي انرژي قله تشديدي به سمت انرژي‌هاي بالاتر بطور تجربي مشاهده و از طريق نظري مورد تحليل قرار گرفته است. ميزان تخلخل محاسبه شده بر اساس جابجايي قله با ميزان تخلخل تعيين شده از تحليل تصاوير حاصل از ميكروسكوپ الكتروني گسيل ميداني، مقايسه شده است. علاوه بر اين، از آناليز برهم‌كنش هسته‌اي با گسيل گاما براي مقايسه منحني برانگيختگي آلوميناي متخلخل و غيرمتخلخل استفاده شده است. پهناي تجربي تشديد نمونه‌هاي متخلخل و غيرمتخلخل از طريق ديفرانسيل منحني بهره پرتوگاماي برازش شده و با يكديگر مقايسه شده‌اند.

1395/4/12

33168