石 丛，肖才锦，张 建，姚永刚，金象春， 王平生，倪邦发，张庆贤，刘旭东，唐婵娟

(1.中国原子能科学研究院，北京 102413；2.成都理工大学，四川 成都 610059)

中子深度分析技术的反演迭代计算

石 丛1,2，肖才锦1，张 建2，姚永刚1，金象春1， 王平生1，倪邦发1，张庆贤2，刘旭东1，唐婵娟1

(1.中国原子能科学研究院，北京 102413；2.成都理工大学，四川 成都 610059)

针对中子深度剖面分析(NDP)，采用蒙特卡罗模拟和概率迭代反演方法计算了硼在硅基底样品内的深度分布。结合CARR堆NDP实验装置，利用MCNP和Geant4软件模拟了标准样品SRM2137中硼元素的能谱图，通过MATLAB软件反演迭代推算解析出了标准样品中元素对应的浓度深度变化图。经验证，反演迭代计算方法适用于NDP系统。

中子深度剖面分析；CARR；蒙特卡罗；反演迭代

中子深度分布分析(neutron depth profiling， NDP)技术是获取He、B、Li、Be、Na等轻元素在材料近表面深度浓度分布情况的无损伤检测技术，主要应用于离子注入研究、界面分布、沟道阻塞、薄膜和浸洗效应等研究[1]。Ziegler在1972年首次报道了NDP技术，随后Biersack以及合作者进行了系列研究[2-3]。目前，约有10个NDP装置，主要分布在美国的NIST、Michigan大学、Texas A&M大学、Texas大学(Austin)和N.S. State大学。现阶段，随着探测器技术的提高，先进的NDP技术都采用粒子时间飞行谱方法增加探测器对粒子的探测效率和灵敏度，提高了对深度浓度测量的精确性[4]。本研究通过反演迭代计算方法[5]得到锂、硼元素的浓度深度变化，探索反演迭代方法的可行性。

1 基本原理

在真空环境下Li、Be、B等轻元素(各有一种同位素)俘获热中子后以大的截面发生(n，p)或(n，α)反应。出射粒子p或α具有特定的动能，可用于相应元(核)素的鉴定和定量测定，从反应发生位置到样品表面的能损是该位置(深度)的量度[1]。……