Please use this identifier to cite or link to this item: http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/72839
Or use following links to share this resource in social networks: Recommend this item
Title The Concentration Measurements of Tellurium Donor Impurity in Lamellar Bismuth Samples by the Time-of-Flight Mass Spectrometry Method
Other Titles Вимірювання концентрації донорної домішки телуру в пластинчастих зразках вісмуту методом час-пролітної масової спектрометрії
Authors Matveev, D.Yu.
Starov, D.V.
ORCID
Keywords вісмут
телур
тонкі плівки
мас-спектрометрія
донорна домішка
bismuth
tellurium
thin films
mass spectrometry
donor impurity
Type Article
Date of Issue 2019
URI http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/72839
Publisher Sumy State University
License
Citation Matveev, D.Yu. The Concentration Measurements of Tellurium Donor Impurity in Lamellar Bismuth Samples by the Time-of-Flight Mass Spectrometry Method [Текст] / D.Yu. Matveev, D.V. Starov // Журнал нано- та електронної фізики. - 2019. - Т. 11, № 2. - 02017. - DOI: 10.21272/jnep.11(2).02017
Abstract У роботі вивчається можливість визначення глибинного розподілу донорної домішки телуру в пластинчатих зразках вісмуту з використанням методів мас-спектрометрії та електронної мікроскопії в діапазоні концентрацій 0.005-0.150 ат. % Te. Для вимірювання кількості телуру в пластинчатих зразках вісмуту використовувався часопролітний мас-спектрометр LUMAS-30 з імпульсним газовим розрядом низького тиску в комбінованому порожнистому катоді та скануючий електронний мікроскоп Zeiss Evo40. Зразки для вимірювань вирізали з середини злитків сплаву Bi-Te з необхідною концентрацією домішок. Зразки представляли собою тонку пластину розміром 10 × 10 мм2 і товщиною 1 мм. Їх ретельно промивали дистильованою водою, а потім травили у 65 % розчині азотної кислоти для видалення поверхневого шару зі слідами зовнішніх забруднень. Зразки зміцнювали як дно порожнистого катода в газорозрядній комірці, де відбувалася імпульсна іонізація атомів зразка у плазмі тліючого розряду. Відносна похибка глибинного розподілу домішок не перевищувала 6 %, а похибка визначення концентрації домішок мас-спектрометром, за паспортними даними, не перевищувала 5 %. Межа чутливості при визначенні концентрації домішок у приладі LUMAS-30, за паспортними даними, становила 10–6 ат. %. В результаті проведених досліджень встановлено, що метод часопролітної масової спектрометрії дає дуже точне визначення концентрації домішок телуру, а також дозволяє встановити рівномірний розподіл телуру у об'ємі легованого пластинчастого зразка вісмуту. Метод електронної мікроскопії з використанням мікроскопа Zeiss Evo-40 не дає рівномірного розподілу телуру у об'ємі зразка.
The possibility of determining in-depth distribution of tellurium donor impurity in lamellar bismuth samples using the time-of-flight mass spectrometry and electron microscopy methods in the concentration range of 0.005-0.150 at. % Te is studied in the present paper. To measure the amount of tellurium in lamellar bismuth samples, we used a LUMAS-30 time-of-flight mass spectrometer with a pulsed low-pressure glow gas discharge in a combined hollow cathode and a Zeiss Evo-40 scanning electron microscope. The samples for measurements were cut from the middle of the ingots of the Bi-Te alloy with the required impurity concentration. The samples presented a thin plate of a size of 10 × 10 mm2 and 1 mm thickness. The samples were thoroughly washed in distilled water and then etched in a 65 % solution of nitric acid to remove the surface layer with traces of external contaminants. The samples were strengthened as the bottom of the hollow cathode in the gas-discharge cell, where the impulse ionization of the sample atoms in a glow discharge plasma occurred. The relative error in the in-depth distribution of impurities did not exceed 6 %, while the error in determining the concentration of impurities by a mass spectrometer, according to the passport data, did not exceed 5 %. The sensitivity limit in determining the concentration of impurities in the device LUMAS-30, according to the passport data, was 10 – 6 at. %. As a result of research, we set that the time-of-flight mass spectrometry method gives a very accurate determination of the tellurium impurity concentration, and also allows to establish a uniform distribution of tellurium over the volume of a doped bismuth lamellar sample. The electron microscopy method using a Zeiss Evo-40 microscope does not give a uniform distribution of tellurium over the sample volume.
Appears in Collections: Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)

Views

France France
1
Ireland Ireland
8642
Lithuania Lithuania
1
Russia Russia
1
Singapore Singapore
1
Ukraine Ukraine
211816
United Kingdom United Kingdom
67524
United States United States
1135856
Unknown Country Unknown Country
211815
Vietnam Vietnam
804

Downloads

Lithuania Lithuania
1
Russia Russia
1
Ukraine Ukraine
635250
United Kingdom United Kingdom
1
United States United States
1135856
Unknown Country Unknown Country
5
Vietnam Vietnam
1

Files

File Size Format Downloads
Matveev_jnep_2_2019.pdf 293,57 kB Adobe PDF 1771115

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.