ISO 18115-1:2023 表面化学分析 — 用語集 — Part 1: 一般用語と分光法で使用される用語 | ページ 21

18.1

サンプルイオン

イオン源によって意図的に生成され、既知の 入射角 (8.1) および既知のエネルギーでサンプル 表面 (3.2) に向けられるイオン種。

18.2

目標

<EIA, RBS> サンプルは調査中

18.3

厚いターゲット

<EIA, RBS> 厚みが後方散乱粒子を生成するサンプル。そのエネルギーは、構成元素ごとに 分光計の分解能 (10.6) に対して大きく異なります。

18.4

薄いターゲット

＜EIA, RBS＞分光器の 分解能（10.6） に対して、各構成元素の原子から後方散乱した粒子のエネルギーの変化が小さくなる程度に厚みが十分に薄い試料。

18.5

散乱イオン

<ISS> プローブイオン (18.1) は、 サンプル原子との衝突後に検出システムに向けられました。

18.6

素早いイオン

ボーア速度c /137 を超える速度で移動するイオンwhere c は光速度)

注記 1:アルゴンと金の場合、この基準にはそれぞれ 1 MeV と 5 MeV を超えるエネルギーが必要です。

18.7

重粒子

＜イオン分析＞ 電子より重い粒子

注記 1: 重イオン (3.41) を参照。

注記 2:この用法はイオン物理学コミュニティでのものであり、他の場所では意味が異なる場合があります。

18.8

バイナリ弾性散乱ピーク

<ISS> は、特定の質量の表面原子による入射イオンの 二値弾性散乱 (4.1) に起因すると考えられる信号を検出しました。

18.9

エネルギーエッジ

<ISS, RBS> サンプルの 表面 (3.2) にある元素または同位体の 後方散乱エネルギー (4.4) の値

18.10

表面近似エネルギー

<ISS, RBS> 固体サンプルを通過するイオンのエネルギーに関する計算の簡略化ここで, 適切に平均化されたエネルギーの代わりに 表面 (3.2) のイオンのエネルギーが使用されます。

注記 1:この近似は、散乱断 面積または停止断面積 (4.11) 、あるいはその両方が評価されるエネルギーを決定するために使用されます。

18.11

停止断面積係数

<ISS, RBS> サンプル内の所定の深さで散乱し、所定の角度で検出された粒子の全 エネルギー損失 (4.3) を、サンプル原子の原子密度と散乱深さの積で求めた商。

18.12

後方散乱係数

後方散乱収量

<RBS> 後方散乱エネルギー (4.4) の間隔内で検出された粒子の数を、その間隔と入射イオンの数で割った商。

18.13

散乱イオンエネルギー

<ISS> 散乱イオンの 運動エネルギー (3.35) (18.5)

18.14

散乱イオンエネルギー比

<ISS> 衝突前の入射 プローブ イオンのエネルギー (18.1) に対する散乱イオンのエネルギー (18.13) の比

18.15

運動学的要因

<RBS, ISS> 実験室基準系における弾性衝突後の発射体エネルギーと衝突前の発射体エネルギーの比

注記 1: 記号K 運動学的因子によく使用され、 ISS (17.2) or RBS (17.4) 測定では下付き文字が追加される場合があり、ターゲット原子を、たとえばK _si or K ₂₈のいずれかとして示します。同位体が正確に識別されるため、原子量の添字が推奨されます。

18.16

実験的な散乱イオン強度

<ISS> サンプル材料に イオンビームを照射した結果として測定されたエネルギーフィルタリングおよび検出システムの応答 (8.8) 。通常は イオン散乱スペクトル (18.23) の縦軸として表されます。

18.17

理論上の散乱イオン強度

<ISS> 指定された方向で指定された立体角内に散乱された プローブ イオン (18.1) の計算された強度

18.18

チャネリング

粒子がサンプル中を移動するときの、結晶固体の結晶軸に沿った高エネルギー粒子の優先的な動き

注記 1: IBA (17.1) では、単結晶の原子列に沿って整列したイオンまたは原子の運動の場合、列の最初の原子に当たるビームの部分が散乱します (「表面ピーク」を与えます)しかし、残りのビームは直接散乱することなく結晶の「空の」空間を通過できます。高速粒子がチャネルの壁と小角で衝突することにより、主にビームがチャネル内に集中します。したがって、チャネリング収量は、完全な非整列収量の 1% 程度にまで低下する可能性があります。チャネリングは格子サイト外の原子に敏感であり、これらの原子または欠陥の数がチャネリング収量に匹敵する場合、ひずみだけでなくアモルファス被覆層や点欠陥 (直接散乱中心) の深さ分布の評価にも使用できます。また、線欠陥にも敏感であり、多くの場合、大きな直接散乱効果はありませんが、その後、結晶の深部で実質的なデチャネリングを引き起こす可能性があります。これらの場合、点欠陥濃度は約１原子％より大きく、変位密度は平方センチメートル当たり約１０ ^１１より大きくなければならない。

18.19

ブロッキングジオメトリ

<ISS, RBS> 単結晶 ターゲット (18.2) の原子列または原子面がサンプルから検出器までのベクトルと平行に整列する実験配置

18.20

イオン散乱分光計

<ISS> 機器は、主に単一エネルギーの 1 価の低エネルギーイオンの一 次ビーム (8.10) を生成し、既知のイオンを介して固体 表面 (3.2) から散乱された 一次イオン ( 20.26) のエネルギー分布を測定することができます。角度

注記 1:表面化学分析の用途では、一次イオンは通常、0.1 keV から 10 keV の範囲のエネルギーを持つ希ガス原子です。

18.21

検出器の立体角

<RBS> ビームスポットの中心の原点から検出器によって切られた立体角

18.22

積み重なる

<MEIS, RBS> 後方散乱スペクトル (18.24) 内の カウント (3.18) は、 時間的に非常に近接して発生する 2 つ以上の個別のイベントから発生するため、信号が検出システムによって分解されず、誤ったチャネルにカウントが記録される原因となります。

注記 1: デッドタイム (7.17) を参照してください。

18.23

イオン散乱スペクトル

<ISS> 入射イオン エネルギーに対する散乱 イオン エネルギー (18.13) の比の関数として、サンプルから散乱されたイオンの強度をプロットしたもの

18.24

後方散乱スペクトル

<RBS> 後方散乱収量 (18.12) 対 後方散乱エネルギー (4.4) のプロット

18.25

整列した入射スペクトル

<EIA, ISS> チャネリング (18.18) を 生成するサンプルの結晶軸または結晶面に合わせた分析ビームで記録された後方散乱スペクトル (18.24)

18.26

ランダム入射スペクトル

<EIA, ISS> チャネリングを生じないような方向でサンプルに入射する分析ビーム (18.18) で記録された後方散乱スペクトル (18.24)

18.1

probe ion

ionic species intentionally produced by an ion source and directed onto the sample surface (3.2) at a known angle of incidence (8.1) and a known energy

18.2

target

<EIA, RBS> sample under investigation

18.3

thick target

<EIA, RBS> sample whose thickness produces backscattered particles whose energies, for each constitutive element, vary greatly with respect to the spectrometer resolution (10.6)

18.4

thin target

<EIA, RBS> sample whose thickness is sufficiently small that the variation in energy of particles backscattered from atoms of each constitutive element is small with respect to the spectrometer resolution (10.6)

18.5

scattered ion

<ISS> probe ion (18.1) redirected towards the detecting system after a collision with a sample atom

18.6

swift ion

ion moving with a velocity exceeding the Bohr speed of c/137 where c is the velocity of light

Note 1 to entry: For argon and gold, this criterion requires energies greater than 1 MeV and 5 MeV, respectively.

18.7

heavy particle

<ion analysis> particle heavier than an electron

Note 1 to entry: See heavy ion (3.41) .

Note 2 to entry: The usage is that of the ion physics community and elsewhere the meaning can be different.

18.8

binary elastic scattering peak

<ISS> detected signal which can be attributed to binary elastic scattering (4.1) of an incident ion by a surface atom of a particular mass

18.9

energy edge

<ISS, RBS> values of the backscattering energy (4.4) for an element, or for an isotope, that is located at the surface (3.2) of the sample

18.10

surface approximation energy

<ISS, RBS> simplification of calculations involving the energy of an ion passing through a solid sample ここで, the energy of the ion at the surface (3.2) is used in place of a properly averaged energy

Note 1 to entry: This approximation is used to determine the energy at which scattering or stopping cross sections (4.11) , or both, are evaluated.

18.11

stopping cross section factor

<ISS, RBS> quotient of the total energy loss (4.3) of a particle scattered at a given depth in the sample, and detected at a given angle, by the product of the atomic density of the sample atoms and the depth of scattering

18.12

backscattering coefficient

backscattering yield

<RBS> quotient of the number of detected particles in an interval of backscattering energy (4.4) by that interval and by the number of incident ions

18.13

scattered ion energy

<ISS> kinetic energy (3.35) of a scattered ion (18.5)

18.14

scattered ion energy ratio

<ISS> ratio of the scattered ion energy (18.13) to the energy of the incident probe ion (18.1) prior to a collision

18.15

kinematic factor

<RBS, ISS> ratio of the projectile energy after an elastic collision to that before the collision in the laboratory frame of reference

Note 1 to entry: The symbol K is often used for the kinematic factor and may have a subscript added in ISS (17.2) or RBS (17.4) measurements, denoting the target atom as either, say, K_siorK₂₈. The subscript for atomic mass is preferred since the isotope is correctly identified.

18.16

experimental scattered ion intensity

<ISS> measured response of the energy filtering and detection system as a consequence of bombarding the sample material with an ion beam (8.8) , usually presented as the ordinate of an ion scattering spectrum (18.23)

18.17

theoretical scattered ion intensity

<ISS> calculated intensity for the probe ions (18.1) scattered into a specified solid angle at a given direction

18.18

channelling

preferential motion of energetic particles along the crystal axes of a crystalline solid as the particles move through the sample

Note 1 to entry: In IBA (17.1) , for ion or atom motion aligned with the strings of atoms of a single crystal, the part of the beam that strikes the first atom of a string scatters (giving a “surface peak”), but the rest of the beam can go through the “empty” spaces of the crystal without direct scattering. The small-angle collisions that the fast particles have with the channel walls mostly focus the beam into the channels. Thus, the channelling yield can be as low as 1 % of the full, non-aligned, yield. Channelling is sensitive to off-lattice-site atoms and can be used to evaluate strain as well as amorphous overlayers and depth distributions of point defects (direct scattering centres), provided that the number of these atoms or defects is comparable to the channelling yield. It is also sensitive to line defects, which often do not have a large direct scattering effect but can cause substantial subsequent dechannelling deeper in the crystal. In these cases, the point defect concentrations have to be greater than about 1 atomic % and the dislocation densities greater than about 10¹¹ per square centimetre.

18.19

blocking geometry

<ISS, RBS> experimental arrangement wherein the atom rows or planes of a single-crystal target (18.2) are aligned parallel to a vector from the sample to the detector

18.20

ion scattering spectrometer

<ISS> instrument capable of generating a primary beam (8.10) of principally monoenergetic, singly charged, low-energy ions and determining the energy distribution of the primary ions (20.26) that have been scattered from a solid surface (3.2) through a known angle

Note 1 to entry: For applications in surface chemical analysis, the primary ions are commonly of rare-gas atoms with energies in the range 0,1 keV to 10 keV.

18.21

solid angle of detector

<RBS> solid angle intercepted by the detector from an origin at the centre of the beam spot

18.22

pileup

<MEIS, RBS> counts (3.18) in a backscattering spectrum (18.24) arising from two or more separate events that occur so closely in time that the signals are not resolved by the detection system and cause counts to be recorded in erroneous channels

Note 1 to entry: See dead time (7.17) .

18.23

ion scattering spectrum

<ISS> plot of the intensity of ions, scattered from a sample, as a function of the ratio of the scattered ion energy (18.13) to the incident-ion energy

18.24

backscattering spectrum

<RBS> plot of backscattering yield (18.12) versus backscattering energy (4.4)

18.25

aligned incidence spectrum

<EIA, ISS> backscattering spectrum (18.24) recorded with the analysing beam aligned with crystallographic axes or planes of the sample that produce channelling (18.18)

18.26

random incidence spectrum

<EIA, ISS> backscattering spectrum (18.24) recorded with the analysing beam incident on the sample in a direction such as to produce no channelling (18.18)