Вимірювання концентрації донорної домішки телуру в пластинчастих зразках вісмуту методом час-пролітної масової спектрометрії

У роботі вивчається можливість визначення глибинного розподілу донорної домішки телуру в пластинчатих зразках вісмуту з використанням методів мас-спектрометрії та електронної мікроскопії в діапазоні концентрацій 0.005-0.150 ат. % Te. Для вимірювання кількості телуру в пластинчатих зразках вісмуту використовувався часопролітний мас-спектрометр LUMAS-30 з імпульсним газовим розрядом низького тиску в комбінованому порожнистому катоді та скануючий електронний мікроскоп Zeiss Evo-40. Зразки для вимірювань вирізали з середини злитків сплаву Bi-Te з необхідною концентрацією домішок. Зразки представляли собою тонку пластину розміром 10 × 10 мм2 і товщиною 1 мм. Їх ретельно промивали дистильованою водою, а потім травили у 65 % розчині азотної кислоти для видалення поверхневого шару зі слідами зовнішніх забруднень. Зразки зміцнювали як дно порожнистого катода в газорозрядній комірці, де відбувалася імпульсна іонізація атомів зразка у плазмі тліючого розряду. Відносна похибка глибинного розподілу домішок не перевищувала 6 %, а похибка визначення концентрації домішок мас-спектрометром, за паспортними даними, не перевищувала 5 %. Межа чутливості при визначенні концентрації домішок у приладі LUMAS-30, за паспортними даними, становила 10–6 ат. %. В результаті проведених досліджень встановлено, що метод часопролітної масової спектрометрії дає дуже точне визначення концентрації домішок телуру, а також дозволяє встановити рівномірний розподіл телуру у об'ємі легованого пластинчастого зразка вісмуту. Метод електронної мікроскопії з використанням мікроскопа Zeiss Evo-40 не дає рівномірного розподілу телуру у об'ємі зразка.