《俄歇電子能譜》ppt課件-全文預(yù)覽
【正文】 [ e V ]Counts [a.u.] 在不同界面處的 Cr LMM俄歇線形 界面擴散反應(yīng)研究 ? 從圖可見，金屬 Cr的 MVV俄歇線的動能為 eV, 而氧化物 Cr2O3的MVV俄歇線的動能為 eV?？梢哉J為這是由 CrSi3金屬硅化物所產(chǎn)生。這主要是由熱處理過程中真空度不夠以及殘余有機物所引起的。 薄膜的界面擴散反應(yīng)研究 難熔金屬的硅化物是微電子器件中廣泛應(yīng)用的引線材料和歐母結(jié)材料，是大規(guī)模集成電路工藝研究的重要課題，目前已進行了大量的研究。而在另外一些情況則要降低薄膜層間的界面擴散反應(yīng)。從圖上可見，TiO2薄膜層的濺射時間約為6分鐘，由離子槍的濺射速率（ 30nm/min），可以獲得 TiO2 薄膜光催化劑的厚度約為 180nm。但在實際過程中，大部分物質(zhì)的濺射速率相差不大，或者通過基準物質(zhì)的校準，可以獲得薄膜層的厚度。即使經(jīng)過 3000L劑量的暴氧后，在多晶鋅表面仍有兩種氧物種存在。表明有大量的 ZnO表面反應(yīng)產(chǎn)物生成。 ? 從圖上可見，當暴氧量達到 50 L時， Zn LVV的線形就發(fā)生了明顯的變化。該結(jié)果表明有少量 O存在于制備的 Cr薄膜層中。從圖上可見，在樣品的原始表面上，除有 Cr元素存在外，還有 C、 O等污染雜質(zhì)存在。一般對于金屬樣品可以通過加熱氧化除去有機物污染，再通過真空熱退火除去氧化物而得到清潔表面。在材料科學領(lǐng)域，俄歇電子能譜主要應(yīng)用于 材料組分的確定 ， 純度的檢測 ，材料特別是薄膜材料的生長。 N元素大量損失，該結(jié)果表明Si3N4薄膜在熱處理過程中，在某些區(qū)域發(fā)生了氮化硅的脫氮分解反應(yīng)，并在樣品表面形成結(jié)碳。而在損傷點，表面的 C,O含量很高，而 Si, N元素的含量卻比較低。利用計算機軟件選點，可以同時對多點進行表面定性分析，表面成分分析，化學價態(tài)分析和深度分析。 微區(qū)分析 ? 選點分析 俄歇電子能譜由于采用電子束作為激發(fā)源，其束斑面積可以聚焦到非常小。從圖上可以清晰地看到各元素在薄膜中的分布情況。但當其剝離速度很快時和剝離時間較短時，以上效應(yīng)就不太明顯，一般可以不用考慮。 局限性 ? ① 不能分析氫和氦元素； ? ②定量分析的準確度不高； ? ③對多數(shù)元素的探測靈敏度為原子摩爾分數(shù) %~%； ? ④電子束轟擊損傷和電荷積累問題限制其在有機材料、生物樣品和某些陶瓷材料中的應(yīng)用； ? ⑤對樣品要求高，表面必須清潔 (最好光滑 )等。 ? ②可分析除 H、 He以外的各種元素。 由于俄歇電子位移機理比較復(fù)雜，涉及到 三個能級，不象 X射線光電子能譜那樣容易識別和 分析，并且通常使用的俄歇譜儀分辨率較低，這方 面的應(yīng)用受到了很大的限制。俄歇峰兩側(cè)的變化趨勢不同，微分后出現(xiàn)正負峰不對稱 。 ? 在這樣淺的表層內(nèi)逸出俄歇電子時，入射 X射線或電子束的側(cè)向擴展幾乎尚未開始，故其空間分辨率直接由入射電子束的直徑?jīng)Q定。 Z33時，俄歇發(fā)射占優(yōu)勢。(Z?3)孤立的鋰原子因最外層只有一個電子，也不能產(chǎn)生俄歇電子，但固體中因價電子是共用的，所以金屬鋰可以發(fā)生 KVV 型的俄歇躍遷。 ?1925年法國的物理學家俄歇（ ）在用 X射線研究光電效應(yīng)時就已發(fā)現(xiàn)俄歇電子，并對現(xiàn)象給予了正確的解釋。 俄歇電子能譜 (AES) 俄歇電子能譜的基本機理是：入射電子束或 X射線使原子內(nèi)層能級電子電離，外層電子產(chǎn)生無輻射俄歇躍遷，發(fā)射俄歇電子，用電子能譜儀在真空中對它們進行探測。 俄歇過程和俄歇電子能量 WXY俄歇過程示意圖 WXY躍遷產(chǎn)生的俄歇電子的動能可近似地用經(jīng)驗公式估算 ， 即： YXWW X YEEEE???俄歇電子 俄歇過程至少有兩個能級和三個電子參與，所以氫原子和氦原子不能產(chǎn)生俄歇電子。對同一 K層空穴，退激發(fā)過程中熒光X射線與俄歇電子的相對發(fā)射幾率，即熒光產(chǎn)額 (?K)和俄歇電子產(chǎn)額 ( )滿足 =1－ ?K K?K?俄歇電子產(chǎn)額與原子序數(shù)的關(guān)系 由圖可知，對于 K層空穴 Z19，發(fā)射俄歇電子的幾率在 90％以上；隨 Z的增加， X射線熒光產(chǎn)額增加，而俄歇電子產(chǎn)額下降。 ? 能夠保持特征能量（沒有能量損失）而逸出表面的俄歇電子，發(fā)射深度僅限于表面以下大約 2nm以內(nèi)，約相當于表面幾個原子層，且發(fā)射（逸出）深度與俄歇電子的能量以及樣品材料有關(guān)。 俄歇電子能譜示例 (Ag的俄歇能譜 ) 石墨的俄歇譜 從微分前俄歇譜的 N(E)看出，這部分電子能量減小后迭加在俄歇峰的低能側(cè)，把峰的前沿變成一個緩慢變化的斜坡，而峰的高能側(cè)則保持原來的趨勢不變。 Mo2C、 SiC、石墨和金剛石中 碳的 KLL（ KVV或）俄歇譜 3)能量損失機理導致的變化將改變俄歇峰低能側(cè)的拖尾峰。深度分辨率約為 1nm，橫向分辨率取決于入射束斑大小。 在材料科學研究中的應(yīng)用 ? ① 材料表面偏析、表面雜質(zhì)分
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