Anyagtudományi és Felületfizikai Laboratórium

Az Atomki a Debreceni Egyetem Szilárdtest Fizikai Tanszékével közösen tartja fenn az Anyagtudományi Laboratóriumot, melynek egyik központi berendezése a másodlagos semleges-részecske tömegspektrométer, röviden SNMS. A berendezéssel szilárdtest-minták felületének elemösszetételét határozzuk meg. A felület porlasztásával összetett rétegszerkezetek mélységi feltárása is lehetséges, akár nanométeres feloldással.

A porlasztáshoz plazmát hozunk létre nemesgázokból, legtöbbször argonból, ritkábban neonból vagy xenonból. A minta fölé helyezett lyukas fémlemezzel, ún. maszkkal, a mintának csak egy bizonyos felületrészét jelöljük ki vizsgálat céljára. A létrehozott plazma ionjai, a piros részecskék, porlasztani kezdik a felületet, azaz ütközések révén gerjesztik, majd kiszabadítják a minta kötött atomjait. Ezek a töltéssel nem rendelkező, semleges részecskék elkeverednek a plazmával és ionizálódnak. Elektromos tér hatására az ionok egy tömegspektrométerbe repülnek, mely tömegük alapján szétválasztja és azonosítja őket. Végeredményben egy tömegspektrumot kapunk a mélység függvényében, mely tükrözi az azonosított ionok eloszlását a rétegszerkezetben.

A roncsolásos vizsgálati módszer eredményeként a minta felületén egy néhány 10 vagy 100 nanométer mély kráter keletkezik.