澳大利亚墨尔本大学微分析研究中心成立于1984年,共有12位成员,固定人员只有3位博士,其中2位,Dr. George Legge和Dr. David N. Jamieson,已先后在1990年10月16日和1992年10月26日来上海作学术交流;而非固定人员中包括2位博士后和7位硕士生。该中心人少,成果却不少。研究经费主要由该大学及为各公司分析样品横向服务所提供。主要研究工具有2台核子嫩探针装置,并已向世界各国提供服务,这2台装置是70年代发展起来的微区、微量元素无损分析的强有力的工具,具有ppm量级的分析灵敏度和1微米的空间分辨率,能同时利用多种核效应,PIXE、RBS和NRA等,一次分析能获得样品微区的多种信息。核子微探针具有较小的束流发散角,满足了沟道效应的苛刻要求,能够广泛开展固态表面物理的研究,尤其在、化学、生物学、材料科学及地质样品等方面开展了广泛的应用。核子微探针成像术也有了新的进展。目前,主要有PIXE成像术、RBS成像术、二次电子成像术、CCM成像术及STIM成像术。
该中心在化学与生物学方面的应用涉及到检测艾滋病,在艾滋病麻醉剂四分之一致命剂量时出现单细胞的X射线能谱,能清楚地出示钨含量为3 ppm。测量提示,艾滋病可能是由于大量的钨分布在细胞中所引起。
在材料科学应用方面,首先进行半导体探测器样品的分析。例如,从遥控通信研究室提供用于光纤通信的半导体探测器四分之一部分通过实验显示光学照片,并表明每个小方格大小为100 μm×200 μm,而在另一实验所表示的范围则用核子微探针进行扫描分析,得到了另一谱图,同时还可得知其化学组分,乃是GaAs外延生长HgCdTe。
其次是进行电子学仪器样品的分析。例如,当Au融入GaAs衬底中成为电子学半导体产品时有时会出现次品,通过该次品样品的背散射谱,可清楚地看到Pd层存在于两层Au中间,而Pd层厚150 ?两层Au厚各为350 ?和500 ?,并阻止了Au层融入GaAs衬底。
再次是进行离子注入金刚石引起损伤的激光退火。因为金刚石具有较好的晶格特性,所以在微电子工业应用中具有巨大的潜力。为了能在微电子工业中应用金刚石的良好特性,必须在金刚石中注入离子。而离子注入金刚石,会引起金刚石深处有一损伤层,表面有一层未损伤的帽子。由碳相实验谱可知,石墨转变为金刚石需要加高压(>5 GPa)和高温(>1000 K)。这就表明,常规的加压加温方法使损伤层再生成金刚石有较大的难度,而用聚焦的激光脉冲(脉冲斑点大小1.0~20 μm)对注入过离子的金刚石进行激光退火解决了这一难题,因为注入过离子的金刚石在激光脉冲加热时表面未损伤的金刚石帽子对损伤层有一高压。用沟道反差显微术可以迅速清晰地分析激光退火后损伤层的再生程度。实验谱表明,2 MeV在不同情况(2.8 MeV2×1015 C+/cm2注入<110>金刚石,离子注入<110>金刚石后经激光退火,成为完善的<110>金刚石)下系金刚石<110>方向的背散射沟道谱。同时也可看到离子注入<110>金刚石,并引起金刚石损伤,出现损伤的<110>金刚石经过激光退火可以再生。
该机构在地质样品分析应用方面也做了不少工作。首先利用X射线荧光微区分析地质样品。各种微量元素的相互干扰,影响了各种微量元素的成像。新发展的去干扰技术可以解决这一问题。该技术在地质样品分析时大有作为,特别是分析地质样品中Au的情况。用核子微探针分析人工制作的多金属夹心片的X射线荧光实验能谱表明,Cr对Mn、Mn对Fe、Fe对Co、Ni对Cu有干扰;而另一实验能谱是相应各元素的分布,亦可看到各元素的干扰效应。应用去干扰技术可以得到另一谱,它显示各元素的干扰有了明显消除。