Konfokální rentgenová fluorescenční analýza vrstevnatých vzorků

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá konfokální rentgenovou fluorescenční (XRF) analýzou vícevrstvých vzorků. Metoda umožňuje získat hloubkovou distribuci prvků reprezentující jednotlivé vrstvy uvnitř vzorku v podobě hloubkových křivek, které znázorňují intenzitu změřeného charakteristického záření X daného prvku v závislosti na poloze konfokálního objemu. Diplomová práce přináší vylepšení výpočetního postupu pro stanovení hloubkových křivek vzorků obsahující více tenkých homogenních vrstev různého složení se zahrnutím informace o lokální atomové hustotě určitého prvku v daném místě vzorku. Tento postup je dále aplikován na provedení kvantitativní kalibrace přístroje pro konfokální XRF na KDAIZ FJFI ČVUT v Praze pro vzorky obsahující různé koncentrace mědi. Zároveň je v práci ověřena stabilita použitého přístroje. V další části je provedena kvantitativní analýza vícevrstvého vzorku malby obsahující dvě barevné vrstvy, které jsou tvořeny nehomogenním pigmentem. V poslední části je uveden popis pixelového polovodičového detektoru, který s použitím rentgenové trubice, přináší nový způsob, jakým lze provádět konfokální XRF analýzu.

This diploma thesis deals with confocal X-ray fluorescence (XRF) analysis of multilayer samples. The method allows to obtain the depth distribution of the elements representing the different layers within the sample in the form of depth curves, which show the intensity of the measured characteristic X-ray radiation of a given element as a function of the position of the confocal volume. The thesis presents an improved procedure for determining the depth curves of samples containing multiple thin homogeneous layers of different compositions, incorporating information about the local atomic density of a particular element at a given location inside the sample. This procedure is further applied to perform quantitative calibration of the confocal XRF instrument at KDAIZ FJFI CTU in Prague for samples containing different copper concentrations. At the same time, the stability of the used instrument is verified. In the next part, a quantitative analysis of a multilayer painting sample containing two layers formed by inhomogeneous pigment dye is performed. In the last section, a description of a pixel semiconductor detector is given, which, using an X-ray tube, provides a new way in which confocal XRF analysis can be performed.