Bestimmung von Spurenverunreinigungen in Gallium und Galliumarsenid durch Neutronenaktivierungsanalyse

Zusammenfassung Bei der Neutronenbestrahlung von Gallium und Galliumarsenid werden recht hohe spezifische Aktivitäten der Radionuklide ⁷²Ga und ⁷⁶As gebildet. Ihre ziemlich kurzen Halbwertszeiten von 14,1 bzw. 26,5 h ermöglichen erne relativ ungestörte Bestimmung aller Fremdelemente mit langlebigen Radionukliden nach weitgehendem Abklingen der Matrixaktivitäten; zu diesen Elementen gehören u. a. Ag, Cd, Co, Cr, Fe, Hg, Ni, Zn. Für die Bestimmung von Elementen mit kurzlebigen Radionukliden, wie Mn, Cu, Ge u. a. muß dagegen die hochradioaktive Probe (Aktivität 1–10 Ci) möglichst frühzeitig nach Bestrahlungsende hinter entsprechend starken Abschirmungen aufgearbeitet werden. Sowohl für die Bestimmung der langlebigen als auch der kurzlebigen Radionuklide wurden chemische Trennungsgänge ausgearbeitet, die leicht in bezug auf Zahl und Art der zu bestimmenden Verunreinigungselemente variiert werden können. Die bei Einsatz optimaler Bestrahlungsbedingungen erreichbaren unteren Bestimmungsgrenzen liegen zwischen 2·10^–3 und 2·10^–6 ppm. Mögliche Störungen der Bestimmung durch Nebenreaktionen sowie durch Kontamination des während der Bestrahlung flüssigen Galliums durch im Verpackungsmaterial vorhandene Verunreinigungen werden diskutiert.

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Determination of trace impurities in gallium and gallium-arsenide by neutron activation analysis

In neutron activation of gallium and gallium arsenide very high specific activities of the radionuclides ⁷²Ga and ⁷⁶As are formed. Their rather short half-life values of 14.1 and 26.5 h respectively permit relatively undisturbed determination of all foreign elements with long-lived radionuclides after a certain degree of decay of the matrix activities. These elements include Ag, Cd, Co, Cr, Fe, Hg, Ni, Zn and others. However, for the determination of elements with short-lived radionuclides, such as Mn, Cu, and Ge, it is necessary to radiochemically process the highly radioactive sample (activity 1 to 10 Ci) behind suitable shielding as soon as possible after irradiation. Chemical separating schemes have been developed for the determination of both long-lived and short-lived radionuclides. These can be varied easily according to the number and nature of the impurity elements to be determined. The sensitivity attainable under optimal irradiation conditions lies between 2×10^–3 and 2×10^–6 ppm. The authors discuss possible disturbance of the analysis due to side reactions and contamination of the liquid gallium by impurities in the packing material during irradiation.

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Vortrag bei der Tagung Analytische Probleme der Reindarstellung von Halbleitern, Wiesbaden 24/25.9.1968.

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Wir danken Herrn Dr. Sirtl, Forschungslaboratorium München der Siemens AG.. und Herrn Dr. Raab, Forschungslaboratorium Erlangen der Siemens A.G. für die Überlassung der Analysenproben sowie Herrn Prof. Dr. Gebauhr für anregende Diskussionen.