Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 13, Numéro 9, septembre 1978
Page(s) 433 - 439
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:01978001309043300
Rev. Phys. Appl. (Paris) 13, 433-439 (1978)
DOI: 10.1051/rphysap:01978001309043300

Emploi de la réaction résonnante 1H(15N, αγ) pour l'obtention de profils de concentration d'hydrogène dans les matériaux

J.P. Thomas, C. Pijolat et M. Fallavier

Institut de Physique Nucléaire (et IN2P3), Université Lyon-1, 43, bd du 11-Novembre-1918, 69621 Villeurbanne, France


Abstract
Experimental results of hydrogen depth profiling in materials, using the resonant nuclear reaction 1H(15N, αγ) ( ER = 6 385 keV) are presented here. Such an analysis can be performed with a 2 500 kV accelerator. Among the problems inherent to such an ion beam analysis, we discuss the influence of the vacuum quality, of the surface state of the targets and of the in-depth hydrogen stability. Nevertheless it turns out that the analytical performances of the method (depth resolution of 50 Å, analysing depth about one micron and sensitivity down to 50 ppm in silicon) make it potentially the most attractive of the nuclear methods. Various examples are given about the problems encountered and the performances reported.


Résumé
Nous présentons ici un ensemble de résultats expérimentaux concernant l'utilisation de la réaction résonnante 1H(15N, αγ) ( ER = 6 385 keV) dans la détermination de profils de concentration d'hydrogène dans différents matériaux. Cette méthode peut être mise en oeuvre sur un accélérateur d'au moins 2 500 kV. Parmi les problèmes inhérents à la méthode, l'influence de la qualité du vide, l'état de surface des cibles et la stabilité de l'hydrogène en profondeur sont discutés. Il apparaît cependant que l'ensemble des performances de la méthode (résolution en profondeur de 50 Å, épaisseur analysable de l'ordre du micron et sensibilité voisine de 50 ppm dans le silicium) la place potentiellement au premier rang des méthodes nucléaires actuelles. Divers exemples illustrent les problèmes posés et les performances indiquées.

PACS
2570D - Few nucleon transfers in heavy ion induced reactions.
6170W - Impurity concentration, distribution, and gradients.
8280H - Nuclear chemical analysis.

Key words
chemical analysis by nuclear reactions and scattering -- heavy ion nucleus reactions -- hydrogen -- impurity distribution -- depth profiling -- resonant nuclear reaction -- ion beam analysis -- H concentration profiles -- sup 1 H sup 15 N, alpha+gamma