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中子活化分析法测定高纯硅中的痕量杂质
中子活化分析法测定高纯硅中的痕量杂质
摘要：中子活化分析法是一种无损检测方法，被广泛地应用于化学和材料领域中的元素分析。本文研究了中子活化分析法在高纯硅中痕量杂质的测定中的应用。
关键词：中子活化分析法；元素分析；痕量杂质；高纯硅
1.研究背景
高纯硅被广泛应用于电子、太阳能电池、集成电路等高科技领域中，其中痕量杂质的含量对产品的性能有着极其重要的影响。因此，对高纯硅中痕量杂质的精确测定显得尤为重要。
现有的高纯硅中痕量杂质检测方法主要有电感耦合等离子体质谱法和电感耦合等离子体发射光谱法等，但这些方法不仅存在着检测限度低的问题，而且相对耗时、复杂，对仪器的要求也比较高。
在此情况下，中子活化分析法成了一种备受重视的分析方法。中子活化分析法是一种无损检测方法，其原理是利用中子对样品进行激发，使样品内所有核素都变为辐射性的核素，进而研究辐射产物的稳定状态，从而推断样品中元素的含量。该方法具有检测限度低、分析范围广、准确性高、样品预处理简单等优点，特别适用于高纯度材料中痕量元素的分析。
2.实验设计
2.1实验材料
实验所用的高纯硅样品为硅棒，杂质包括铁、铜、铝等元素，其中铝和铜为痕量元素，铁为微量元素。硅棒的形状为长方体，尺寸为10mmx10mmx100mm。实验所用的中子源为Am-Be中子源。
2.2实验步骤
（1）制备样品：将硅棒进行研磨，将其表面清洗干净，然后切割成5mmx5mmx30mm大小的样品。
（2）辐照处理：将制备好的样品置于架子上，然后放入装有Am-Be中子源的容器中，使容器与样品距离为30cm，进行10分钟的辐照处理。
（3）放射性测量：辐照完成后，将样品移出容器，并在测量系统中进行放射性测量，记录各元素的放射性计数。
2.3数据处理
从放射性计数中，分别读取每个元素在不同能道上对应的积分峰，然后根据积分峰的峰面积和标准品的峰面积对比，计算出每个元素的含量。
3.结果分析
通过中子活化分析法测量后，各元素的含量如下表所示：
表1：高纯硅中各元素的含量
元素含量（ppm）
铁0.084
铜0.007
铝0.002
从表中可以看出，在本次实验中，样品中铜、铝等痕量杂质的含量都很低，其检测限度达到了ppm级别，说明中子活化分析法在高纯硅中痕量杂质的测定中是一个准确可行的方法。
4.结论
中子活化分析法是一种无损检测方法，在高纯硅中痕量元素的分析中具有检测限度低、分析范围广、准确性高、样品预处理简单等优点。本次实验结果表明，中子活化分析法在高纯硅中痕量杂质的测定中是一种准确可行的方法。