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ルネサンス散乱分析(るねさんさーんらんぶんせき)

最終更新:2026/4/23

ルネサンス散乱分析は、固体表面の元素組成を分析する物理学的手法である。

別名・同義語 ラザフォード後方散乱分光法RBS

ポイント

本手法は、入射イオンビームによって引き起こされる特性X線のエネルギーを測定することで、表面の元素を特定し定量する。

概要

ルネサンス散乱分析(Rutherford Backscattering Spectrometry, RBS)は、固体物質の表面組成や深さ方向の組成分布を非破壊的に分析するための手法である。1919年にアーネスト・ラザフォードによって発見されたラザフォード散乱の原理に基づいている。

原理

エネルギーを持つイオンビームを試料に照射し、試料中の原子核によって散乱されるイオンを検出する。散乱イオンのエネルギー変化を測定することで、試料中の元素の種類と濃度を特定することができる。エネルギー損失は、入射イオンと試料原子核の質量比に依存するため、質量分析が可能となる。

特徴

  • 非破壊分析: 試料を破壊することなく分析が可能。
  • 定量性: 元素の濃度を定量的に評価できる。
  • 深さプロファイル: 試料の深さ方向の組成分布を測定できる。
  • 適用範囲: 固体、薄膜、多層膜など、様々な試料に適用可能。

装置

ルネサンス散乱分析装置は、主にイオン源、加速器、試料ステージ、検出器で構成される。イオン源は、ヘリウムイオンやプロトンイオンなどを生成し、加速器で加速する。試料ステージは、試料を所定の位置に固定し、検出器は散乱イオンを検出する。

応用例

  • 半導体薄膜の組成分析
  • 金属表面の酸化膜評価
  • セラミックスの組成分析
  • 生体材料の表面分析

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