Каталог / Приборы

Спектрометр Мессбауэра СМ 1101TER

Спектрометр СМ 1101 TER предназначен для исследования физико-химического состояния поверхности, границ раздела и многослойных синтетических структур, содержащих в своем составе мессбауэровские изотопы в качестве основного или примесного элемента с рекордной разрешающей способностью по глубине.

Спектрометр СМ 1101 TER реализует возможности нового метода ядерного гамма - резонанса - скользящей мессбауэровской спектрометрии, объединяющего возможности двух физических явлений: эффекта Мессбауэра и эффекта полного внешнего отражения резонансного излучения.

В основе метода скользящей мессбауэровской спектрометрии лежит взаимодействие резонансного излучения с веществом в области скользящих углов падения излучения на поверхность исследуемого вещества. Это взаимодействие приводит к возникновению каскада излучений: зеркально отраженное гамма-излучение; рассеянное атомами и электронами гамма-излучение; конверсионные и Оже-электроны и вторичное рентгеновское излучение.

Глубина проникновения мессбауэровского излучения в среду зависит от угла падения первичного излучения. Изменение угла падения в процессе эксперимента позволяет провести селективное по глубине исследование.

Оптическая схема спектрометра

Узкий плоскопараллельный пучок гамма-излучения от мессбауэровского источника, помещенного на доплеровский модулятор , сформированный коллиматорами , падает на исследуемый образец. Двухкружный гониометр позволяет с высокой точностью регулировать угол скольжения падающего излучения. Зеркальноотраженное от образца излучение регистрируется детектором, а конверсионные и Оже-электроны, рентгеновское и рассеянное гамма-излучение регистрируются детектором вторичных излучений оригинальной разработки.

Область применения

Наиболее эффективными областями применения спектрометра СМ 1101 TER являются: фундаментальные исследования поверхностных явлений в конденсированных средах, физика и технология элементов квантовой электроники, рентгеновская и синхротронная оптика.

Работа спектрометра иллюстрируетса на примерах исследования коррозии и спиновой текстуры.

Экспериментальные спектры пленки металлического железа и ее поверхностного слоя

Спектры иллюстрируют высокую поверхностную чувствительность метода и показывают резкое отличие параметров мессбауэровских спектров, усредненных по всей толщине пленки (слева) от параметров приповерхностного слоя, толщиной порядка 3-5 нм (справа).

Мессбауэровские спектры при различной ориентации излучения относительно поверхности

Особенности, сравнение с аналогами

Прибор позволяет проводить одновременную и независимую регистрацию ядерных гамма - резонансных спектров зеркальноотраженного и вторичных излучений в широком диапазоне углов падения.

Одновременная регистрация всех типов излучений, сопровождающих процесс первичного взаимодействия излучения с веществом, дает возможность значительно сократить время измерения и повысить достоверность и надежность экспериментальных результатов, так как вся получаемая информация извлекается в течение одного эксперимента и от образца, находящегося в неизменных условиях.

Результаты такого комплексного исследования дополняют друг друга и дают возможность получать более полные данные, как о структуре ультратонких слоев исследуемой поверхности, так и об особенностях взаимодействия излучения с веществом в скользящей геометрии.

Серийные мессбауэровские спектрометры не позволяют реализовать возможности скользящей мессбауэровской спектроскопии, так как их оптические схемы основаны только на одном физическом явлении – эффекте Мессбауэра. В то же время, спектрометр Мессбауэра СМ 1101 TER позволяет проводить исследования и в традиционных схемах мессбауэровской гамма оптики: 1) пропускания, 2) эмиссии, 3) обратного рассеяния, 4) брэговского и релеевского рассеяния.

Получаемые на спектрометре экспериментальные данные носят в основном уникальный характер. Кроме того, эти результаты позволят дополнить сведения о состоянии поверхности, получаемые другими аналитическими методами, такими, как, например ЭСХА и Оже-спектроскопия, данными о микрофазовом, структурном и магнитном состояниях.
Прибор не имеет аналогов.

 

Технические характеристики

Предел чувствительности, мкг/дм3 0.01 (Cd(II), Pb(II), Cu(II));0.005 (Hg(II)); 0.2 As(III), As(V), Se (IV), (I-, IO3-)
Диапазон измеряемых концентраций (по аттестованным МВИ), мкг/дм3 0.005-100 (Hg); 1-10000 (Zn);
1-1000 (As); 0.5-200 (Pb, Cd, Cu)
Индикаторные электроды Углеситалловый электрод, микроэлектрод на основе золота
Электрод сравнения Ag/AgCl
Вспомогательный электрод Pt

Относительная погрешность в контрольных растворах (приборная погрешность), %

± 20 (Hg, As);
± 15 (Pb, Cd, Cu,Zn)
Общее время анализа одной пробы (без пробоподготовки), мин. 5-30

Расход пробы,

г
см3

 

0.02 - 15
0.05 - 100

Напряжение питающей сети (50 Гц), В 220
Потребляемая мощность, ВА 25
Габаритные размеры электрохимического блока, мм 180x260x300
Масса электрохимического блока, кг 3

 

В базовую конфигурацию входят:

  • спектрометр Мессбауэра СМ 1101TER.
  • программа математической обработки результатов измерений.