表面分析方法ppt課件(2)-wenkub
2023-01-30 10:47:22 本頁面
【正文】 ’ ，即能計算出 Eb 。 2022/2/12 HNUZLP 15 二、 XPS的應(yīng)用 ? 化學(xué)分析 – 元素成份分析： 可測定除氫以外的全部元素，對物質(zhì)的狀態(tài)沒有選擇，樣品需要量很少，可少至108 g，而靈敏度可高達 1018 g，相對精度有 1％，因此特別適于作痕量元素的分析； – 元素定量分析： 從光電子能譜測得的信號是該物質(zhì)含量或相應(yīng)濃度的函數(shù)，在譜圖上它表示為光電子峰的面積。 2022/2/12 HNUZLP 19 2022/2/12 HNUZLP 20 實例 1：木乃伊所用的顏料 XPS分析 Egyptian Mummy 2nd Century AD World Heritage Museum University of Illinois XPS analysis showed that the pigment used on the mummy wrapping was Pb3O4 rather than Fe2O3 2022/2/12 HNUZLP 21 俄歇電子能譜（ AES) 2022/2/12 HNUZLP 22 ? 電子躍遷過程 – 原子的內(nèi)層電子被擊出后，處于激發(fā)態(tài)的原子恢復(fù)到基態(tài)有兩種互相競爭的過程： 1）發(fā)射 X射線熒光； 2）發(fā)射俄歇電子； – 俄歇電子發(fā)射過程： 原子內(nèi)層電子空位被較外層電子填入時，多余的能量以無輻射弛豫傳給另一個電子，并使之發(fā)射； – 俄歇電子常用 X射線能線來表示， 如 KLⅠ LⅡ 俄歇電子表示最初 K能級電子被擊出， LⅠ 能級上的一個電子填入 K層空位，多余的能量傳給 LⅡ 能級上的一個電子并使之發(fā)射出來。 俄歇電子產(chǎn)額—熒光產(chǎn)額，— K 1????KKK ??2022/2/12 HNUZLP 25 2022/2/12 HNUZLP 26 ? 俄歇電子能量 俄歇電子的動能可通過 X射線能級來估算，如 KLⅠ LⅡ 俄歇電子的能為： ， 但這種表示并不嚴格，因為 LⅠ 、 LⅡ 都是指單電離狀態(tài)的能量，發(fā)生俄歇躍遷后原子的狀態(tài)是雙重電離的，當 LⅠ 電子不在時， LⅡ 電子的結(jié)合能自然要增加。 各種顯微鏡的主要性能指標如下表： 2022/2/12 HNUZLP 33 顯微鏡 類 型 分辨本領(lǐng) 工作條件 工作溫度 樣品損傷 分析深度 人眼 光學(xué)顯微鏡 ?m SEM（二次電子） 橫向： 6nm 高真空 低溫、室溫、高溫 輕微損傷 1?m 縱向：較低 TEM 橫向：點 3～5 197。 超高真空 30~80K 嚴重損傷 1個原子層 STM 橫向： 1 197。 隧道電流 I是電極距離和所包含的電子態(tài)的函數(shù)。 ? 它是目前應(yīng)用最廣最重要的一種方式， 一般用于樣品表面起伏較大時，如進行組織結(jié)構(gòu)分析時。 2022/2/12 HNUZLP 39 STM應(yīng)用 STM的主要功能是在原子級水平上分析表面形貌和電子態(tài) ，后者包括表面能級性質(zhì)、表面態(tài)密分布、表面電荷密度分布和能量分布。 2022/2/12 HNUZLP 42 2022/2/12 HNUZLP 43 AFM操作模式 2022/2/12 HNUZLP 44 ? 接觸式（ contact mode)： – 針尖始終同樣品接觸并在表面滑動，針尖－樣品間的相互作用力是兩者互相接觸的原子中電子間存在的庫侖排斥力，其大小通常為10－ 8～ 10－ 11 N， AFM中樣品表面形貌圖象通常是采用這種排斥力模式獲得的。 – 在掃描過程中微懸臂是振蕩的，并具有較大的振幅， 針尖在振蕩時間斷地與樣品接觸； – 由于針尖同樣品接觸，其分辨率通常幾乎與接觸式一樣好，但因為接觸是非常短暫的，剪切力引起的破壞幾乎完全消失。 2022/2/12 HNUZLP 48 Viscoelasticity Friction Force Adhesive Force Glass trans. Phase Hardness Polymer characterization in nanoscale level VEAFM/DFM FFM/LMFFM PM Adhesion Material Characterization using SPM 2022/2/12 HNUZLP 49 Biology and Biomaterials ? Applications for Contact Lens Manufacturing ? Applications for the Biological Sciences ? Direct Measurement of single Immunoplex Formation ? High Resolution Imaging of Biological Samples by SPM Materials Science ? Electrical Testing Application Modules for Nano Scope ? Surface Potential Imaging and Surface Electric Modification ? Studies of Metallic Surfaces and Microstructures ? Engineering Low Scatter Thin Film Optics ? Electrochemical Applications ? Nanoindentation, Scratching and Wear Testing Applications of AFM 2022/2/12 HNUZ
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