Строительные исследования

ПА = KACA j] E0( г)ГеХр(-Д гА PZ /sinV ) Pdz ,(7)

где z- расстояние по нормали от отражающей поверхности зеркала-носителя образца.

Напряженность результирующего электрического поля E0(z) равна сумме напряженностей падающего и отраженного полей в исследуемом слое [10]:

E0(z)=E1exp(-ikzz)+Erexp(ikzz),(8)

где E1- , Er- комплексная амплитуда электрического вектора падающей и отраженной электромагнитной волны; kz- комплексная z- составляющая волнового вектора первичного излучения в слое:

kz = к -ik"z = (2л /X)sinф -гц1 p /zsinф .(9) С учетом того, что при РФА-ПВО обычно выполняется условие siny «1 и следовательно (цiA / siny )<<( ц1 / sinф), из уравнения (7) можно получить приближенное выражение для интенсивности аналитической линии элемента A:

Па= KaCa {(1 + Re-аАpd )(1 - e~рАpd)/ рА + A1e~аАpd[1 + cos(2kd) - А2 sin(2kd)]},(10)

где а А = ц1 / sin ф ,

A1= - 2[(ра -аa)r + (2кr/ p)]][(ра -аА)2 + (2к / p)2], A2= [(Ра -аa)r + (2кr/pM(ра -аa)r + (2кr"/p)].

Выражение (10) позволяет учесть влияние ослабления падающего первичного излучения в слое на интенсивность первичного отраженного излучения, а также интерференцию электромагнитных полей падающего и отраженного пучков. Вклад этих двух факторов в зависимость интенсивности аналитической линии мышьяка от толщины слоя представлен на рис.1 в виде зависимости отношения nAs / ~As от d. Из рис.1 следует, что наиболее сильно вклад

интерференционного члена влияет на интенсивность при малых толщинах анализируемого слоя и уменьшается с ростом поглощения излучения в слое, но остается значительным практически во всей важной области толщин слоя d«100 нм . Влияние множителя exp( А pd) перед коэффициентом отражения R и интерференционным членом в формуле (10) проявляется на рис.1 в уменьшении отношения интенсивностей nAs / nAs флуоресценции с ростом

коэффициентов ослабления излучения вещества сухого остатка (кривые 1,2,3) в образцах, имеющих одинаковую плотность.

На рис 2. представлены зависимости удельной интенсивности AsK линии nAs / CAs от

толщины слоя сухого остатка d для различных значений его объемной плотности. Из приведенных данных видно, что монотонный характер градуировочная зависимость может сохранять только при толщине образца d<D/4. Для различных реальных значений объемной плотности соответствующее максимальное значение поверхностной плотности слоя не должно

Электронный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» 175 5http: zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2001/152.pdf

превышать 10-8-10-7 г/см2. Большее количество вещества сухого остатка, размещенное на той же площади, может привести к значительным погрешностям определений.

2,0 Ь-

Рис.1. Зависимость отношения IAs /1As от толщины исследуемого слоя. Зависимость 1,2,3 соответствуют значениям массового коэффициента ослабления анализируемого вещества 0,8 см2/г, 6 см2/г, 35 см2/г.

Рис.2. Зависимость интенсивности аналитической линии AsKc от толщины слоя, вычисленная для различной плотности анализируемого вещества. Числа у кривых соответствуют плотности анализируемого вещества в г/см3.

При дальнейшем возрастании толщины, при d>5D в результате повышения поверхностной плотности слоя относительный вклад осцилляций в зависимость nA( p d) уменьшается тем быстрее, чем выше объемная плотность анализируемого вещества. Очевидно, что приведенные данные описывают идеальный случай, когда образец представлен монослоем частиц одного размера, возбуждаемых монохроматическим первичным излучением, падающим на образец в пучке с нулевой расходимостью. В действительности, ход зависимости nA от p d будет ближе к монотонному. Однако следует учесть, что нанесение очень малого количества вещества на зеркало приводит к образованию полидисперсного слабоупакованного монослоя частиц, имеющих размеры, распределенные в очень широкой области изменения. К этому следует добавить, что основная масса вещества сосредотачивается в частицах большего размера. С другой стороны, влияние "слоистости" электромагнитного поля у поверхности зеркала можно снизить, увеличив толщину анализируемого слоя до d>5D. Это возможно лишь для сред малой плотности p < 1 г/см3, так как с ростом толщины увеличивается масса вещества на зеркале-носителе и в результате наблюдается резкий рост фонового излучения. Таким образом, оптимальные с точки зрения снижения влияния интерференции первичного и отраженного пучков, условия измерений при проведении РФА-ПВО могут быть достигнуты, когда поверхностная плотность исследуемого вещества на зеркале-носителе образца не превышает «10-8г/см2. Причем чем выше плотность, тем относительно большее количество вещества может быть представлено в образце.

Калибровка элементной чувствительности РФА-ПВО. Полученные выше результаты показывают, что использование уравнения (2) для определения калибровочных коэффициентов gA может привести к появлению недопустимо больших систематических и случайных погрешностей определений методом РФА-ПВО, если влияние стоячей волны первичного излучения и ослабления его веществом образца перед отражением от зеркала-носителя имеют заметную величину. Для оценки влияния этих факторов определение коэффициентов

88772

проводилось для 10; 3*10; 10; 3*10 (г/см) осажденного вещества. Образцы для калибровки готовили из стандартных растворов металлов (ГСОРМы) по 3 для каждой из заданной поверхностной плотности слоя. В табл.1 представлены результаты статистической оценки зависимости погрешностей определения калибровочных коэффициентов gA от толщины слоя для элементов K ,Cr, As, Sr с иттрием в качестве внутреннего стандарта, а также проверки гипотезы линейной связи между nA/nst и содержанием mA элемента A в образце.

Рассчитанные из результатов измерений значения критерия Кохрена оказались существенно меньшими табличного значения [11], определенного для уровня значимости 0,01.

содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2]