Застосування ефекту Комптона для вирішення задач фізики конденсованого стану

Автори І.Ф. Михайлов , O.A. Батурін, А.І. Михайлов , С.С. Борисова
Приналежність

Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», вул. Кирпичова, 2 61002 Харків, Україна

Е-mail
Випуск Том 14, Рік 2022, Номер 1
Дати Одержано 15 січня 2022; у відредагованій формі 24 лютого 2022; опубліковано online 28 лютого 2022
Посилання І.Ф. Михайлов, O.A. Батурін, А.І. Михайлов, С.С. Борисова, Ж. нано- електрон. фіз. 14 № 1, 01031 (2022)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.14(1).01031
PACS Number(s) 32.80.Aa, 78.70.Ck, 61.05.cf
Ключові слова Відношення інтенсивностей релєєвського та комптонівського розсіювання, Ефективний атомний номер, Легкі елементи, Стехіометричні сполуки.
Анотація

Розглянуто перспективи застосування рентгенівських спектральних методів у нових галузях через використання явища розсіювання, як основи для хімічного та фазового аналізу. Теоретично показано, що чутливість методу розсіювання не залежить від структури та якості поверхні зразка і різко зростає із зменшенням атомного номеру домішки, що аналізується. Проаналізовано чутливість методу при дослідженні багатокомпонентних стандартів стехіометричного складу на основі H, Li, B, C, O і F, та порівняно її з чутливістю традиційних аналітичних методів. Розраховано концентраційну чутливість виявлення вмісту легких домішок у металах і наведено експериментальне підтвердження для систем титан-водень та залізо-вуглець. Вперше метод Комптона узагальнено для аналізу багатокомпонентних систем невідомого складу. Для цього, з використанням підходу [13], введено поняття ефективного атомного номеру за властивістю розсіювання. Показано, що залежність ефективного атомного номеру від параметру х, що віддзеркалює умови зйомки (кут розсіювання та довжину хвилі первинного випромінювання), однозначно визначає багатокомпонентну сполуку. На підставі аналізу чутливості обґрунтовано діапазон застосування методу розсіювання. З боку малих значень параметру х, метод обмежується брегівськими відбиттями, що накладаються на релєєвський пік. При великих значеннях параметру х, чутливість методу погіршується через велику розбіжність між інтенсивністю когерентного і некогерентного розсіювання. Наведено приклади вирішення аналітичних завдань, при яких використання рентгенофлуоресцентного та дифракційного аналізу або сильно ускладнене, або взагалі неможливо.

Перелік посилань