Выделение сигнала из шума при исследовании спектров наноразмерных структур

A.I. Fedosimova; B.A. Baitimbetova; E.A. Dmitrieva; V. Kudryashov; I.A. Lebedev; B.N. Mukashev; Yu.A. Ryabikin; A.T. Temiraliev

doi:10.26577/RCPh.2020.v72.i1.08

Авторы

A.I. Fedosimova Институт ядерной физики, Физико-технический институт, Satbaev University, Казахстан, г. Алматы
B.A. Baitimbetova Физико-технический институт, Satbaev University, Казахстан, г.Алматы
E.A. Dmitrieva Физико-технический институт, Satbaev University, Казахстан, г.Алматы
V. Kudryashov Физико-технический институт, Satbaev University, Казахстан, г.Алматы
I.A. Lebedev Физико-технический институт, Satbaev University, Казахстан, г.Алматы
B.N. Mukashev Физико-технический институт, Satbaev University, Казахстан, г.Алматы
Yu.A. Ryabikin Физико-технический институт, Satbaev University, Казахстан, г.Алматы
A.T. Temiraliev Физико-технический институт, Satbaev University, Казахстан, г.Алматы

DOI:

10.26577/RCPh.2020.v72.i1.08

Ключевые слова:

Диоксид олова, тонкие пленки, отношение сигнал/шум, накопление спектра, подавление шума

Аннотация

Представлен способ повышения точности измерений спектров наноразмерных структур, исследования которых затруднены ввиду низкого отношения сигнал/шум и как следствие низкой чувствительности научной аппаратуры. Способ основан на накоплении сигнала вдоль спектра. При этом происходит уменьшение шума вследствие его хаотической природы. Метод применен для анализа тонких пленок диоксида олова SnO2, нанесенных на стеклянную подложку. Исследуемые образцы изготовлены на основе золь-гель технологии. Анализируемые спектры получены на рентгеновском дифрактометре ДРОН-6, предназначенном для исследования состава и структуры материалов. Стандартный анализ кристаллографических плоскостей исследуемых образцов практически невозможен из-за высокого уровня шума и негативного влияния фонового сигнала от стеклянной подложки. Анализ на основе предлагаемого подхода был выполнен в следующей последовательности действий: измерение спектра пустой подложки; накопление фонового сигнала от подложки вдоль спектра; измерение спектра от подложки с нанообъектами; вычитание накопленного фонового сигнала от подложки; накопление сигнала от нанообъектов вдоль спектра. При анализе происходит корректное вычитание фонового сигнала от подложки и увеличение отношения сигнал/шум полезного сигнала в (2a+1)^1/2 раз, где a – ширина накопления.