利用 TOFSIMS 技术研究机械抛光、化学处理及高真空退气纯铌样品中的杂质分布
加速器物理
2015-02-27 v2 材料科学
摘要
超导射频腔（SRF）的性能强烈受铌（Nb）穿透深度（~50 nm）内各种杂质的影响，而杂质又取决于所施表面处理。这些表面处理对铌杂质的影响已通过多种表面分析处理得到探索。但结果在许多方面仍不充分，且顺序 SRF 处理对杂质分布的影响尚未被探究。本研究分析了经 SRF 腔体加工技术处理的铌样品穿透深度内的各种杂质，这些技术包括胶态二氧化硅抛光（模拟离心滚筒抛光）、缓冲化学抛光（BCP）、高压冲洗（HPR）以及在 600°C 高真空（HV）条件下退气 10 小时。采用飞行时间二次离子质谱（TOFSIMS）技术的静态、动态和慢溅射模式，研究上述处理对间隙杂质、碳氢化合物、氧化物、酸性残留物、反应产物和金属污染的影响。研究确认铌中杂质分布不仅对表面处理敏感，也对其顺序敏感。在 HV 退气处理前改变处理顺序影响了 HV 退气体块铌样品中的最终杂质水平。BCP 处理样品表现出最小的碳氢化合物和金属污染，但导致氧化层被 BCP 溶液中使用的酸的残留物和反应产物广泛污染。另一方面，HPR 处理有效减少了顶表面的酸性杂质。该研究还确立了 TOFSIMS 技术在分析和改进 SRF 处理中的应用。
引用
@article{arxiv.1502.03627,
title = {Study of impurity distribution in mechanically polished, chemically treated and high vacuum degassed pure Niobium samples using TOFSIMS technique},
author = {A. Bose and S. C. Joshi Raja Ramanna Centre for Advanced Technology},
journal= {arXiv preprint arXiv:1502.03627},
year = {2015}
}
备注
27 pages, 11 figures, 4 tables, Typographic correction, References added - 6 no.s, Figure 11 plotted with O2 1kv gun, earlier 500eV gun, Subsections introduced in 3.1 and 3.2 for better readability, Revised arguments in 3.1 and 3.3.- results same