Trong luận văn này, tỏc giả tiến hành 8 phộp đo để khảo sỏt độ phõn giải năng lượng tại cỏc giỏ trị năng lượng chựm tia alpha khỏc nhau từ 1000 keV đến 2600 keV. Mẫu được nghiờng một gúc 50 độ so với hướng của chựm tia tới để tăng độ rộng của khoảng năng lượng hạt tỏn xạ. Ở mỗi phộp đo, độ rộng khe xỏc định tiết diện chựm tia được giữ nguyờn khụng thay đổi. Đồng thời, tổng số hạt tới được giữ nguyờn khụng đổi bằng cỏch giữ nguyờn giỏ trị điện tớch tổng cộng đo được trờn mẫu là 15 àC. Ngồi ra, cường độ chựm tia được sử dụng ~15 nA, vị trớ của detector và giỏ trị khuếch đại của bộ khuếch đại tớn hiệu cũng được giữ ngun khơng đổi.
2.2.3. Độ phõn giải theo chiều dày
Độ phõn giải theo chiều dày của hệ tại một độ dày nhất định của một nguyờn tố cũng chịu ảnh hưởng lớn bởi điều kiện thực nghiệm. Trong luận văn này, thớ nghiệm khảo sỏt độ phõn giải theo chiều dày mẫu được tiến hành với cỏc năng lượng chựm tia tới khỏc nhau. Đồng thời, độ phõn giải khối lượng cũng được khảo sỏt bằng
LVTS VLNT Trong RBS, việc bố trớ mẫu nằm nghiờng so với hướng đến của chựm hạt tới thường được ỏp dụng giỳp cải thiện đỏng kể độ phõn giải theo chiều dày. Khi nghiờng mẫu, giỏ trị hệ số tiết diện hóm [𝜀] sẽ tăng lờn đỏng kể. Tuy nhiờn, độ phõn giải năng lượng tồn phần lại tăng lờn do qng đường hạt đi trong mẫu tăng dẫn đến làm tăng độ nhũe năng lượng. Để khảo sỏt sự thay đổi của độ phõn giải theo chiều dày khi nghiờng mẫu, tỏc giả tiến đó hành thực nghiệm tỏn xạ của hạt alpha cú năng lượng 2200 keV trờn mẫu vàng mỏng với độ dày ~200 x1015 nguyờn tử /cm2 tại cỏc gúc nghiờng khỏc nhau từ 0 đến 70 độ so với hướng chựm hạt tới. Cỏc điều kiện thực nghiệm khỏc được giữ ngun khơng đổi. Do hỡnh học được sử dụng trong buồng tỏn xạ RC43 là hỡnh học Cornell, mẫu sẽ được nghiờng bằng cỏch xoay giỏ để mẫu quanh trục thẳng đứng trong khi detector đặt trong mặt phẳng gồm trục thẳng đứng và hướng của chựm hạt tới.
Sau khi thu được cỏc phổ RBS tương ứng đối với mỗi phộp đo, tiến hành đạo hàm số phổ RBS (sau khi đó làm trơn). Vựng phổ tại sườn trước và sườn sau (tương ứng với hạt tỏn xạ từ lớp vàng) được làm khớp bằng hàm khớp dạng Gauss để thu được hai thụng số 𝛿𝐸𝐿 và 𝛿𝐸𝐻 tương ứng với độ rộng nửa chiều cao của hàm Gauss tại sườn trước và sườn sau của phổ RBS. Từ đú, giỏ trị độ phõn giải theo chiều dày tương ứng với mỗi phộp đo tại độ dày ~200 x1015 nguyờn tử /cm2 của vàng được xỏc định theo cụng thức:
𝛿𝑁𝑡 = 𝛿𝐸𝐿 𝑁𝑡
𝐸𝐻 − 𝐸𝐿 (2.8)
Với 𝑁𝑡 ≅ 200 ì 1015𝑛𝑔𝑢𝑦ờ𝑛𝑡ử/𝑐𝑚2, 𝐸𝐻 và 𝐸𝐿 là vị trớ hai đỉnh của hàm khớp dạng Gauss tương ứng với sườn sau và sườn trước của phổ RBS.
Trong luận văn này, giỏ trị thực ngiệm của độ phõn giải theo chiều dày cũn được so sỏnh với lý thuyết dựa vào Cơng thức 1.26. Trong đú, giỏ trị hệ số tiết diện hóm [𝜀] được tớnh tốn dựa vào phần mềm mơ phỏng. Độ phõn giải năng lượng tồn phần 𝛿𝐸𝐿 được tớnh tốn dựa vào hai Cơng thức 1.28 và 1.29:
𝛿𝐸𝐿 = (𝛿𝐸𝐻2+ 𝛿𝐸𝐸𝑆2+ 𝛿𝐸𝑀𝑆2+ 𝛿𝐸𝐿𝑆2)1/2 (2.8) Trong tớnh tốn lý thuyết này, mơ hỡnh tỏn xạ một lần được ỏp dụng và hai giỏ trị nhũe năng lượng liờn quan đến quỏ trỡnh tỏn xạ nhiều lần (𝛿𝐸𝑀𝑆) và sự phần bố
theo chiều ngang của chựm tia (𝛿𝐸𝐿𝑆) được bỏ qua. 𝛿𝐸𝐸𝑆 được tớnh tốn dựa vào cơng thức Bohr (Cụng thức 1.25) và là một thơng số được trớch xuất từ phần mềm mụ phỏng. Giỏ trị 𝛿𝐸𝐻 được lấy trung bỡnh từ cỏc giỏ trị 𝛿𝐸𝐻 tớnh tốn được từ cỏc phổ thực nghiệm đối với phộp khảo sỏt khi năng lượng thay đổi (vỡ điều kiện hỡnh học được giữ nguyờn) và được nội suy từ cỏc giỏ trị này đối với phộp khảo sỏt khi gúc nghiờng mẫu thay đổi.
LVTS VLNT
Chương 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả mụ phỏng phổ RBS
Hỡnh 3.1. mụ tả giao diện của phần mềm mụ phỏng RBS. Ở cửa số
Experimental Setup, người dựng cú thể nhập vào cỏc thơng số của điều kiện thực
nghiệm như loại chựm hạt tới, năng lượng chựm hạt tới, tổng điện tớch thu được, hỡnh học đo, độ nhũe năng lượng của chựm hạt tới, độ phõn giải của detector cũng như cỏc thụng số chuẩn năng lượng của hệ phổ kế. Cửa sổ Target Setup cho phộp người dựng nhập vào thụng tin về cỏc lớp của mẫu để chương trỡnh tiến hành mơ phỏng.