Mit dem neuen Raster–Ionenmikroskop SNAKE (Supraleitendes Nanoskop für Angewandte Kernphysikalische Experimente) am Münchener 15MV Tandembeschleuniger wird eine Einrichtung zur Verfügung stehen, mit der 20MeV Protonen bei einem Strahlstrom von 100 pA auf einen Strahlfleck von 100 nm Durchmesser fokussiert werden können. Dies eröffnet die Möglichkeit eines sensitiven, 3–dimensionalen Nachweises von Wasserstoffverteilungen unter Anwendung der sogenannten Proton–Proton–Streuung. Dabei ermöglicht die koinzidente Detektion der gestreuten Projektilprotonen und der rückgestreuten Wasserstoffkerne in Transmissionsrichtung hinter der Probe einen untergrundfreien Nachweis der Proton–Proton–Streuereignisse. In dieser Arbeit werden die wesentlichen Merkmale der Proton–Proton–Streuung für dieWasserstoffanalytik diskutiert und die experimentellen Anforderungen für ein sensitives Detektorsystem zur tiefenaufgelösten Wasserstoff–Mikroskopie erarbeitet. Der große Vorteil der Methode ist die geringst mögliche Strahlenschädigung in der Wasserstoffanalytik mit Ionenstrahlen, aufgrund eines gegenüber reiner Coulombstreuung 500–fach überhöhten Streuquerschnitts bei hohen Protonenenergien. Zusätzlich kann fast der komplette Raumwinkel hinter der Probe für einen Nachweis genutzt werden. Daher wird das Verhältnis des Nachweisquerschnitts zum Schädigungsquerschnitt größer als in irgendeiner vergleichbaren Ionenstrahl–Analysetechnik und eine Wasserstoffanalyse bei Konzentrationen unter 100 ppm oder die Analyse von biologischen Proben jeweils mit sub–μm–Auflösung möglich. Tiefenprofile von Wasserstoffverteilungen können durch die Analyse der Summenenergie der beiden Protonen gewonnen werden. Durch die hohe Projektilenergie ist zudem eine Untersuchung von Schichtdicken über 200 μm möglich. In der Arbeit wurde ein Silizium–Streifendetektor mit 48 Streifen und 16 Sektoren aufgebaut, mit dem es möglich ist, einen Raumwinkel von 2.3 sr für die Proton–Proton–Streuung zu nutzen und gleichzeitig eine optimale Tiefenauflösung zu erreichen. Mit einer Winkelauflösung von unter 1° können die geometrischen Effekte so stark begrenzt werden, daß zur hohen lateralen Auflösung Tiefenauflösungen unter 10 μm erzielt werden. Die Signalauslese wurde unter Verwendung einer speziell angepaßten Vielkanal–Elektronik mit einer Integration in das Beschleuniger–Datenaufnahmesystem realisiert. In einem ersten Experiment konnte die Funktion des Detektorsystems und die Sensitivität der Methode demonstriert werden.    «

Mit dem neuen Raster–Ionenmikroskop SNAKE (Supraleitendes Nanoskop für Angewandte Kernphysikalische Experimente) am Münchener 15MV Tandembeschleuniger wird eine Einrichtung zur Verfügung stehen, mit der 20MeV Protonen bei einem Strahlstrom von 100 pA auf einen Strahlfleck von 100 nm Durchmesser fokussiert werden können. Dies eröffnet die Möglichkeit eines sensitiven, 3–dimensionalen Nachweises von Wasserstoffverteilungen unter Anwendung der sogenannten Proton–Proton–Streuung. Dabei ermöglicht di...    »