پیشینه تحقیق برهم‌کنش یون با ماده و آنالیز با باریکه یونی به روش پیکسی و لومینسانس (آیبیل) دارای ۵۷ صفحه می باشد فایل پیشینه تحقیق به صورت ورد  word و قابل ویرایش می باشد. بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دنلود فایل نمایش داده می شود و قادر خواهید بود  آن را دانلود و دریافت نمایید . ضمناً لینک دانلود فایل همان لحظه به آدرس ایمیل ثبت شده شما ارسال می گردد.

فهرست مطالب

مقدمه    ۵
۲-۱ برهم‌کنش یون با ماده    ۷
۲-۱-۱ اتلاف انرژی الکترونی    ۱۰
۲-۱-۱-۱ حالت‌های اتلاف انرژی الکترونی    ۱۰
۲-۱-۲ برد یون    ۱۳
۲-۱-۳ اتلاف انرژی هسته‌ای    ۱۴
۲-۱-۴ نظریه کلاسیک پراکندگی    ۱۶
۲-۱-۵ تفرق یون    ۱۸
۲-۲ اصول ریزسنجه هسته‌ای    ۲۰
۲-۲-۱ پراکندگی    ۲۰
۲-۲-۲ میکروسکوپی هسته‌ای    ۲۲
۲-۳ آنالیز به روش گسیل پرتو ایکس ذره-القایی؛ پیکسی    ۲۳
۲-۳-۱ فیزیک حاکم بر آنالیز به روش پیکسی    ۲۳
۲-۳-۲ آنالیز میکروپیکسی    ۲۷
۲-۴ پدیده لومینسانس    ۲۸
۲-۴-۱ طبیعت حالت‌های الکترونی    ۳۰
۲-۴-۲ اوربیتال‌های اتمی s,p,d,f    ۳۱
۲-۴-۳ طبیعت فرایند جذب    ۳۲
۲-۴-۴ فرایند لومینسانس و گذارهای ممکن    ۳۴
۲-۴-۴-۱ فرایندهای بدون تابش    ۳۴
۲-۴-۴-۲ فرایندهای همراه با تابش    ۳۵
۲-۴-۴-۲-۱ پدیده‌ی فلورسانس    ۳۶
۲-۴-۴-۲-۲ پدیده‌ی فسفرسانس    ۳۷
۲-۵ لومینسانس ذره- القائی یا لومینسانس یونی    ۳۸
۲-۵-۱ عوامل مؤثر در ایجاد لومینسانس در مواد معدنی    ۴۱
۲-۵-۱-۱ لومینسانس فعال شده- فعال‌ساز    ۴۱
۲-۵-۱-۲ باز فعال کننده یا حساسیت‌زا    ۴۲
۲-۵-۱-۳ خاموش کننده    ۴۳
۲-۵-۲ سازوکار فرایندهای بازترکیب    ۴۳
۲-۵-۲-۱ بازترکیب جفت پذیرنده- دهنده    ۴۴
۲-۵-۲-۲ بازترکیب عناصر خاکی نادر و واسطه    ۴۴
۲-۵-۲-۳ بازترکیب تحریک مقید و آزاد    ۴۵
۲-۵-۳ شدت لومینسانس یونی    ۴۵
۲-۶ پیشینه تحقیق    ۴۷
مراجع    ۵۶

مراجع

[۱] بدری رشید و همکاران، “کتاب نور شیمی ترکیبات آلی”، ۱۳۸۱، اهواز، دانشگاه شهید چمران.

[۲] Colombo E., “Development of Ion Beam Analysis Techniques for material characterization”, University of Torino, Mathematical Physical and Natural Science Faculty, Experimental Physical Department, 2008.

[۳] Vatulin V.V., “Investigation of Intense Ion Beams Interaction with Matter and Dynamic Processes in Irradiated Targets”, ۳۵th EPS Conference on Plasma Physics Hersonissos, Crete, Greece, Vol.32D, P-2.146, 2008.

[۴] Döbeli M., “Material Analysis”, Paul Scherrer Institute and ETH-Zurich, Switzerland.

[۵] Pusa P., “Applications of Teory and Experiments to Elastic Scattering in Ion Beam Analysis”, Accelerator Laboratory, Department of Physical Sciences, Faculty of Science, University of Helsinki, Helsinki, Finland, 2004.

[۶] Connally & Piper, “Time-Gated Luminescence Microscopy”, Ann. N.Y. Acad. Sci. 1130, Pages 106–۱۱۶, ۲۰۰۸

[۷] Giudice A.L & Etal., “Multitechnique characterization of lapis lazuli for provenance study”, Springer-Verlag, 2009.

[۸] Vittone E., “Theory of ion beam induced charge measurement in semiconductor devices based on the Gunn’s theorem”. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, Vol 219–۲۲۰, Pages 1043–۱۰۵۰, ۲۰۰۴٫

[۹] IAEA, “Instrumentation for PIXE and RBS”, Printed by the IAEA in Austria, VIENNA, ISSN 1011–۴۲۸۹, ۲۰۰۰٫

[۱۰] Giudice A.L & Etal., “In-air broad beam ionoluminescence microscopy as a tool for rocks and stone artworks characterisation”, Anal Bioanal Chem 404, Pages 277–۲۸۱, ۲۰۱۲٫

[۱۱] Jovin T.M. & Arndt-Jovin D.J., “Luminescence Digital Imaging Microscopy”, Annu. Rev. Biophys. Biophys.Chern.18, Pages 271-308, 1989.

[۱۲] Breese M.B.H & Etal., “Materials Analysis using a nuclear microprobe”, New York, John Wiley & Sons, (1996).

[۱۳] Lakowicz J.R., “Principles of Fluorescence Spectroscopy”, Baltimore, Maryland, USA, University of Maryland, School of Medicine, (2006).

 مقدمه

باریکه‌های با انرژی MeV در سال ۱۹۶۰، هنگامی که شتابدهنده واندوگراف در آزمایشگاه‌های فیزیک در سراسر دنیا نصب و راه‌اندازی شد، جهت آنالیز نمونه‌های مختلف مورد استفاده قرار گرفتند. این آنالیزها از مطالعه در زمینه فیزیک کاربردی شروع و در ادامه برای مطالعه فیزیک هسته‌ای به کار گرفته شدند [۱].

به طور کلی در اثر برخورد باریکه یونی پرانرژی با ماده، پرتوهایی گسیل می‌شود. با تحلیل این گسیل‌ها می‌توان، نوع و غلظت عناصر موجود در هدف (با استفاده از روش گسیل پرتو ایکس ذره- القایی (پیکسی)[۱]) و همچنین نوع، غلظت و نمایه عمقی عناصر در نمونه‌ها (به وسیله پس‌پراکندگی رافورد)[۲] را تعیین کرد. با استفاده از روش آنالیز گسیل پرتو گاما ذره- القایی[۳] امکان تعیین نوع و غلظت ایزوتوپی عناصر سبک در نمونه ممکن می‌شود. همه موارد فوق‌الذکر مشخصه‌یابی‌های عنصری و ایزوتوپی می‌باشند.

بمباران برخی نمونه‌ها موجب گسیل پرتو در محدوده فرابنفش، مرئی یا زیرقرمز می‌شود، که به این پدیده لومینسانس[۴] گفته می‌شود. لومینسانس وابسته به طبیعت حالت برانگیخته بوده و به دو گروه فلورسانس و فسفرسانس تقسیم می‌شود [۲]. فرایند برانگیختگی به دو صورت برانگیختگی مستقیم و گذار آبشاری رخ می‌دهد. هرگاه یون تابشی، الکترونی را از تراز انرژی پوسته- خارجی پرانرژی در اتم هدف اخراج کرده، و در ادامه با الکترونی اگرچه پرانرژی‌تر واهلش شود، این فرایند را برانگیختگی مستقیم گویند. حالت آبشاری وقتی رخ می‌دهد که پوسته داخلی (K یا L) لایه‌های داخلی هدف، با اتم سنگین یونیزه می‌شود. اگر این یون‌ها با گسیل یک پرتو ایکس واهلش یابند، در پوسته بالاتر یک تهی‌جا ایجاد می‌شود که با گسیل یک فوتون UV یا مرئی واهلش می‌یابد. فرآیند نردبانی تا پر شدن آخرین تهی‌جا با الکترون آزاد ادامه می‌یابد.

چنانچه گسیل لومینسانس به علت بمباران نمونه با باریکه‌های یونی پرانرژی باشد، این روش را “لومینسانس ذره-القایی” (IBIL)[5] یا لومینسانس یونی (IL)[6] می‌نامند که از این پس این روش با نام آیبیل بیان خواهد شد.

با استفاده از این روش، امکان آنالیز محیط شیمیایی نمونه فراهم می‌شود. با این روش علاوه‌ بر تحلیل محیط شیمیایی ماده، کنترل فرایند ساخت مواد با لومینسانس در طول‌ موج‌های مختلف ممکن می‌شود [۳،۴،۵]. روش آیبیل هم اکنون برای مشخصه‌یابی در حوزه نانومواد نیز بسیار مورد توجه قرار گرفته است [۶].

همچنین با توجه به اینکه نور مرئی به علت گذارهای الکترون در پوسته خارجی اتم گسیل می‌شود، انتظار می‌رود که لومینسانس حاصل از باریکه یونی حامل اطلاعات ارزشمندی در رابطه با پیوند مولکولی ماده هدف باشد.

همانطور که گفته شد، استفاده از روش آیبیل از راهکارهای مطالعه‌ی محیط شیمیایی ماده است که با استفاده از دیگر روش‌های آنالیز با باریکه یونی همانند پیکسی، طیف سنجی پس‌پراکندگی رادرفورد، گسیل پرتو گاما در اثر برانگیختگی با پروتون قابل دستیابی نیست.

امروزه مشخصه‌یابی مواد در علوم مختلفی مانند فیزیک، شیمی، زیست شناسی، نانوتکنولوژی و … کاربرد دارد [۷]، که استفاده از باریکه­ی یونی یکی از قدرتمند‌ترین روش‌های متداول در زمینه‌ی آنالیز مواد است [۸]. دو روش  آیبیل و پیکسی، از جمله روش‌های آنالیز با باریکه یونی می‌باشند که می‌توانند به منظور تعیین نوع و غلظت عناصر و نیز تعیین ساختار مولکولی مواد مورد استفاده قرار ­گیرند. بنابراین در این بخش ابتدا بحثی کلی پیرامون برهم‌کنش یون با ماده مطرح و سپس هر کدام از دو روش فوق بررسی می‌شود.

۲-۱برهم‌کنش یون با ماده

در برخورد باریکه یونی با انرژی از مرتبه MeV به هدف، هر یون/ پرتابه در حین نفوذ در ماده، مقداری انرژی به جا می‌گذارد [۹]. نفوذ یون در ماده با فرایندهای مختلفی از برهم‌کنش با ذرات بنیادی، هسته، اتم و یون همراه است. مشخصات و اثر برهم‌کنش‌ها، به نوع، شدت و انرژی باریکه یونی و همچنین نوع، حالت، چگالی، ترکیبات و اندازه هدف در برخوردها بستگی دارد [۱۰]. برخورد باریکه یونی با نمونه موجب ایجاد فرایندهایی همچون پراکندگی کشسان و ناکشسان، برهم‌کنش هسته‎ای و برانگیختگی الکترومغناطیسی می‌شود. این برخوردها، سبب گسیل از سطح نمونه می‌شوند. هر گسیل از طریق سطح مقطع برهم‌کنش مخصوص به خود، اندازه‌گیری و در نهایت به صورت طیف جمع می‌شود که طیف جمع شده، حامل اطلاعاتی در مورد ترکیبات شیمیایی، ساختار، خواص شیمیایی و الکتریکی نمونه‌ها می‌باشد. این گسیل‌های متفاوت، سبب توسعه روش‌های مختلف ریزسنجه هسته‌ای[۷] شده‌اند. استفاده همزمان از چند روش در آنالیز با باریکه یونی (IBA)[8]، موجب شده تا مطالعه بهتری در مشخصه‌یابی مواد نسبت به روش‌های منفرد، صورت پذیرد. با توجه به نوع و انرژی باریکه یونی ، بررسی عمق­های متفاوتی از نمونه ممکن می‌شود. به عنوان مثال تفاوت استفاده از باریکه‌های الکترون و پروتون در شکل ۲-۱ قابل مشاهده است. این تصویر طرحی جانبی ازمقایسه تفرق طولی و عمق نفوذ پروتون‌ها و الکترن‌ها را نسبت به هم نشان می‌دهد. با توجه به اندازه جریان باریکه، روش‌های آنالیز با باریکه یونی را می‌توان در دو دسته قرار داد؛ دسته‌ای که به منظور دستیابی به آمار بسنده برای تصویربرداری و آنالیز، نیاز به باریکه با جریان بالا[۹] دارند. و دسته دوم که روش‌های جریان پائین[۱۰] هستند.

روش‌های جریان کم مانند IBIC، STIM، تصاویر مفیدی را در زمانی قابل قبول ایجاد می‌کنند، که تنها به جریان باریکه‌ای در حد چند فمتوآمپر (fA) نیاز دارند.

در دسته اول، برهم‌کنش یون فرودی با الکترون‌های پوسته داخلی یا هسته‌های اتمی نمونه در نظر گرفته می‌شود که با احتمال کمتری رخ می‌دهند. روش‌هایی همچون PIXE، RBS و PIGE روش‌های جریان بالا در IBA هستند که در گروه اول قرار دارند. این سه مورد به همراه ERDA[1] و NRA[2] هسته‌ی مرکزی روش‌های آنالیز با باریکه یونی را برای آنالیز مواد تشکیل می‌دهند. روش لومینسانس یونی نسبت به روش‌های فوق غیرمعمول می‌باشد. این روش شامل برهم‌کنش باریکه فرودی با الکترون‌های برانگیخته پوسته بیرونی‌تر اتم‌ها بوده و اطلاعاتی از ساختار (شیمیایی) نمونه فراهم می‌کند. شکل (۲-۲) برخی از روش‌های آنالیز با باریکه یونی را نشان می‌دهد. برای استفاده از یون‌ها جهت بررسی خواص عنصری، بلوری و الکترونی مواد، اندازه‌گیری سطح مقطع برهم‌کنش‌ها و نحوه اتلاف انرژی یون‌ها در درون نمونه دارای اهمیت می‌باشد. هر چه اندازه‌گیری سطح مقطع‌ها در فرایندهای هسته‌ای و اتمی دقیق‌تر باشد، دقت روش‌های مورد استفاده نیز بیشتر می‌شود.

۱ Electron Recoil Detection Analysis

۲ Nuclear Reaction Analysis

۱ PIXE: Particle Induced X-Ray Emission

۲ RBS: Rutherford Backscattering Spectroscopy

۳ PIGE: Particle Induced Gamma Ray Emission

۴ Luminescence

۱ Ion Beam Induced Luminescence

۲ Ionoluminescence

۱ Nuclear Microprobe

۲ Ion Beam Analysis

۳ Large current

۴ Low current

تمامی فایل های پیشینه تحقیق و پرسشنامه و مقالات مربوطه به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد. جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید.