俄歇電子能譜ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-02 01:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 以用俄歇電子能譜來實(shí)時監(jiān)測。 固體表面清潔程度的測定 ? 圖顯示了在磁控濺射制備的鉻薄膜表面清潔前后的俄歇譜。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。在經(jīng)過 Ar離子濺射清潔后，其表面的C雜質(zhì)峰基本消失。樣品表面的 C污染并不是在制備過程中形成的，而是在放置過程中吸附的大氣中的污染。但氧的特征俄歇峰即使在濺射清潔很長時間后，仍有小峰存在。該結(jié)果表明有少量 O存在于制備的 Cr薄膜層中。該氧可能是由靶材的純度或薄膜樣品制備過程中的真空度較低有關(guān)，而不僅僅是表面污染。 200 300 400 500 600 700S u r f a c eS p u t t e r in g 1 m inC KL LC r L M MO KL LK in e t ic E n e r g y / e VdN(E)/dE表面清潔前后的鉻薄膜表面俄歇電子能譜檢測 固體表面清潔程度的測定 表面吸附和化學(xué)反應(yīng)的研究 ? 由于俄歇電子能譜具有很高的表面靈敏度，可以檢測到 103原子單層，因此可以很方便和有效地用來研究固體表面的化學(xué)吸附和化學(xué)反應(yīng)。 ? 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。 ? 從圖上可見，當(dāng)暴氧量達(dá)到 50 L時， Zn LVV的線形就發(fā)生了明顯的變化。俄歇動能為 ，而俄歇動能為 則降低。表明有少量的 ZnO物種生成。隨著暴氧量的繼續(xù)增加， Zn LVV線形的變化更加明顯，并在低能端出現(xiàn)新的俄歇峰。表明有大量的 ZnO表面反應(yīng)產(chǎn)物生成。 50 55 60 65P u r e Zn5 0 L1 0 0 0 L3 0 0 0 LP u r e Zn OKi n e t i c En e rg y [ e V ]Counts [a.u.]5 4 .65 7 .65 1 .2 5 4 .2表面初始氧化過程的 Zn LVV譜 Zn LVV 俄歇譜 ? 1 L的暴氧量的吸附后，開始出現(xiàn)動能為 。該峰可以歸屬為 Zn表面的化學(xué)吸附態(tài)氧，當(dāng)暴氧量增加到 30L時，在 O KLL譜上出現(xiàn)了高動能的伴峰，通過曲線解疊可以獲得俄歇動能為 eV和 。后者是由表面氧化反應(yīng)形成的 ZnO物種中的氧所產(chǎn)生。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。 這結(jié)果表明在低氧分壓的情況下，只有部分活性強(qiáng)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)。 500 510 5201 L3 0 L3 0 0 0 LP u r e Zn OKi n e t i c En e rg y [ e V ]Counts [a.u.]5 0 8 .6 e V5 1 2 .0 e V表面初始氧化過程的 O KLL譜 O KLL俄歇譜 薄膜厚度測定 ? 通過俄歇電子能譜的深度剖析，可以獲得多層膜的厚度。由于濺射速率與材料的性質(zhì)有關(guān)，這種方法獲得的薄膜厚度一般是一種相對厚度。但在實(shí)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(zhǔn)物質(zhì)的校準(zhǔn)，可以獲得薄膜層的厚度。這種方法對于薄膜以及多層膜比較有效。對于厚度較厚的薄膜可以通過橫截面的線掃描或通過掃描電鏡測量獲得。 薄膜厚度測定 ? 圖是在單晶 Si基底上制備的TiO2 薄膜光催化劑的俄歇深度剖析譜。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。該結(jié)果與 X射線熒光分析的結(jié)果非常吻合（ 182nm）。 0 2 4 6 8050100S p u t t e r in g T im e [ m in ]ACP[％]OTiSiSiT iO2 5 0 0oC 1 h o u rAES測定 TiO2薄膜光催化劑的厚度 薄膜的界面擴(kuò)散反應(yīng)研究 ? 在薄膜材料的制備和使用過程中，不可避免會產(chǎn)生薄膜層間的界面擴(kuò)散反應(yīng)。對于有些情況下，希望薄膜之間能有較強(qiáng)的界面擴(kuò)散反應(yīng)，以增強(qiáng)薄膜間的物理和化學(xué)結(jié)合力或形成新的功能薄膜層。而在另外一些情況則要降低薄膜層間的界面擴(kuò)散反應(yīng)。如多層薄膜超晶格材料等。通過俄歇電子能譜的深度剖析，可以研究各元素沿深度方向的分布，因此可以研究薄膜的界面擴(kuò)散動力學(xué)。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。 薄膜的界面擴(kuò)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(jìn)行了大量的研究。圖是Cr/Si薄膜在熱處理后形成界面擴(kuò)散反應(yīng)后樣品的俄歇深度分析圖。 從圖上可見，薄膜樣品在經(jīng)過熱處理后，已有穩(wěn)定的金屬硅化物層形成
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