現(xiàn)代分析測試技術(shù)俄歇電子譜(完整版)
【正文】 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。 (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。 當(dāng)外層電子躍入內(nèi)層空位時，將釋放多余的能量（ 退激 ）釋放的方式可以是： 發(fā)射 X射線（輻射躍遷退激方式）； 發(fā)射第三個電子 ─俄歇電子 （ 俄歇躍遷退激方式 ）。6 斷口表層 距斷口表層 （采用氬離子噴濺技術(shù)逐層剝離）（《材料電子顯微分析》 P176圖 515）例： 合金鋼的回火脆化；疑晶界有雜質(zhì)富集。n 紫外 光電子能譜 (Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy， UPS），n X射線 光電子能譜 （ Xray Photoelectron Spectroscopy， XPS） ,n 俄歇電子能譜 （ Auger Electron Spectroscopy, AES），n 離子散射譜（ Ion Scattering Spectroscopy， ISS），n 電子能量損失譜（ Electron Energy Loss Spectroscopy， EELS）等。通過對這些 信息的解析 ，可以獲得樣品中原子的各種信息如含量，化學(xué)價態(tài)等。 n1967年在 Harris采用了 微分鎖相技術(shù) ，使俄歇電子能譜獲得了很高的信背比后，才開始出現(xiàn)了 商業(yè)化的俄歇電子能譜儀 。7 磷在晶界處顯著富集，含量高達(dá) %，較基體磷高 235倍 ，而在晶界兩側(cè)急劇下降，在距晶界約 。 12例：已知 EKNi＝ KeV， EL1Ni＝ KeV， EL2Ni＝ KeV， EL1Cu＝ KeV， EL2Cu＝ KeV，求 Ni的 KL1L2俄歇電子的能量。 實際檢測中，各種元素的主要俄歇電子能量和標(biāo)準(zhǔn)譜都可以在有關(guān)手冊中查到。n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(kuò)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。俄歇電子譜負(fù)峰尖銳，正峰較小23俄歇化學(xué)效應(yīng)俄歇化學(xué)效應(yīng)n 俄歇電子涉及到三個原子軌道能級；n 由于原子內(nèi)部外層電子的屏蔽效應(yīng)，芯能級軌道和次外層軌道上的電子的結(jié)合能在不同的 化學(xué)環(huán)境 中是不一樣的，有一些微小的差異。不同價態(tài)的鎳氧化物的 Ni MVV俄歇譜 27n 不論是 Si3N4還是 SiO2,其中在 SiO2和Si3N4中 , Si都是以正四價存在但 Si3N4的 SiN鍵的電負(fù)性差為 ，俄歇化學(xué)位移為 eV。② 可分析除 H、 He以外的各種元素。33深度分析右圖是 PZT/Si薄膜界面反應(yīng)后的典型的俄歇深度分析圖。 35微區(qū)分析n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。 而在損傷區(qū) ，雖然 Si3N4薄膜的組成也是非常均勻的，但其 N/Si原子比下降到 。39固體表面清潔程度的測定 n在研究工作中，經(jīng)常需要獲得清潔的表面。n 下圖分別是在多晶鋅表面初始氧化過程中的 Zn LVV和 O KLL俄歇譜。n 結(jié)果表明在低氧分壓的情況下，只有部分活性強的 Zn被氧化為 ZnO物種，而活性較弱的 Zn只能與氧形成吸附狀態(tài)。俄歇峰兩側(cè)的變化趨勢不同，微分后出現(xiàn)正負(fù)峰不對稱 。如多層薄膜超晶格材料等。此外，界面擴(kuò)散反應(yīng)的產(chǎn)物還可以通過俄歇線形來鑒定。在金屬硅化物層及界面層中， Cr MVV的俄歇動能為 eV，該俄歇動能比純金屬 Cr的俄歇動能還高。從圖上可見，離子注入層的厚度大約 35nm，而注入元素的濃度達(dá)到 12%。 由此可見，離子注入 Sb薄膜的電阻率的降低不是由于金屬態(tài)的 Sb所產(chǎn)生的。 Cr層與金剛石的界面雖有一定程度的界面擴(kuò)散，但并沒有形成穩(wěn)定的金屬化合物相出現(xiàn)。從 C KLL俄歇線形上也可見，界面反應(yīng)的確形成了金屬碳化物。 Cr/金剛石原始薄膜的俄歇深度分析 65固體化學(xué)反應(yīng)n 從圖可見，熱處理后，在 Cr/C界面上發(fā)生了固相化學(xué)反應(yīng)，并形成了兩個界面化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物層。 Sb中的部分 5p軌道的價電子轉(zhuǎn)移到 Sn的 5s軌道，改變了薄膜的價帶結(jié)構(gòu)，從而促使薄膜導(dǎo)電性能的大幅度提高。 離子注入 Sb的 SnO2氣敏薄膜的俄歇深度分析圖 61固體表面離子注入分布及化學(xué)狀態(tài)的研究n 圖是沿注入方向的 Sn MNN俄歇線形變化。這可以從 Cr和Si的電負(fù)性以及電子排布結(jié)構(gòu)來解釋。在 CrSi3硅化物層以及與單晶硅的界面層上， Cr LMM的線形為雙峰，其俄歇動能為 和 eV。同時，通過對界面上各元素的俄歇線形研究，可以獲得界面產(chǎn)物的化學(xué)信息，鑒定界面反應(yīng)產(chǎn)物。53錳和氧化錳的俄歇電子譜氧化錳540eV587eV636eV 錳543eV 590eV 637eV錳氧化錳542）當(dāng)俄歇躍遷涉及到價電子能帶時，情況就復(fù)雜了，這時俄歇電子位移和原子的化學(xué)環(huán)境就不存在簡單的關(guān)系，不僅峰的位置會變化，而且峰的形狀也會變化。 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（ 30 nm/min），可以獲得 TiO2 薄膜光催化劑的厚度約為 180 n
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