俄歇電子能譜分析原理(編輯修改稿)
2025-06-03 22:26 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 歇電子強(qiáng)度 ? 電離截面（ QW）是激發(fā)能與電離能比（ U）的函數(shù)。 ? 圖揭示了電離截面與 U的關(guān)系。從圖上可見，當(dāng) U為 ，電離截面可以達(dá)到最大值。 ? 該圖說明只有當(dāng)激發(fā)源的能量為電離能的 ，才能獲得最大的電離截面和俄歇電子強(qiáng)度。 0 2 4 6 800 . 20 . 40 . 6U = EP/EWQW電離截面與激發(fā)能與電離能之比的關(guān)系 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實(shí)驗(yàn)室 29 激發(fā)電壓 ? 在常規(guī)分析時(shí)，電子束的加速電壓一般采用 3kV。幾乎都可激發(fā)所有元素的特征俄歇電子。在實(shí)際分析中，為了減少電子束對(duì)樣品的損傷或降低樣品的荷電效應(yīng)，也可以采取更低的激發(fā)能。 ? 對(duì)于有些元素，由于特征俄歇電子的能量較高，一般可采用較高的激發(fā)源能量如 5keV。 ? 在進(jìn)行高空間分辨率的微區(qū)分析時(shí)，為了保證具有足夠的空間分辨率，也常用 10keV以上的激發(fā)能量。 ? 必須注意元素的靈敏度因子是隨激發(fā)源的能量而變的，而一般手冊(cè)能提供的元素靈敏度因子均是在 , keV和 keV的數(shù)據(jù)?？傊谶x擇激發(fā)源能量時(shí)，必須考慮電離截面，電子損傷，能量分辨率以及空間分辨率等因素，視具體情況而定 。 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實(shí)驗(yàn)室 30 俄歇躍遷幾率 ? 在激發(fā)原子的去激發(fā)過程中，存在有兩種不同的退激發(fā)方式。 ? 一種是前面所介紹的電子填充孔穴產(chǎn)生二次電子的俄歇躍遷過程，另一種則是電子填充孔穴產(chǎn)生X射線的過程，定義為熒光過程。 ? 俄歇躍遷幾率（ PA）與熒光產(chǎn)生幾率（ PX）之和為 1， PA + PX = 1 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實(shí)驗(yàn)室 31 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實(shí)驗(yàn)室 32 俄歇躍遷幾率 0 10 20 30 40 50 60 70 80 900101A t o m i c N u m b e r LK L LL M MM N NK MAuger YieldFluorenscence Yield俄歇躍遷幾率及熒光幾率與原子序數(shù)的關(guān)系 1. 根據(jù)半經(jīng)驗(yàn)計(jì)算， K能級(jí)激發(fā)的 PA與 PX的關(guān)系可以用圖 5表示。 2. 從圖上可見，當(dāng)元素的原子序數(shù)小于 19時(shí)（即輕元素） , 俄歇躍遷幾率（ PA）在 90%以上。 3. 直到原子序數(shù)增加到33時(shí)，熒光幾率才與俄歇幾率相等 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實(shí)驗(yàn)室 33 俄歇躍遷幾率 ? 根據(jù)俄歇電子能量分布圖和俄歇幾率分布圖，原則上對(duì)于原子序數(shù)小于 15的元素，應(yīng)采用 K系列的俄歇峰； ? 而原子序數(shù)在 16~41間的元素， L系列的熒光幾率為零，應(yīng)采用 L系列的俄歇峰； ? 而當(dāng)原子序數(shù)更高時(shí)，考慮到熒光幾率為零，應(yīng)采用 M系列的俄歇峰。 ? 在實(shí)際分析中，選用哪個(gè)系列的俄歇線還必須考慮到信號(hào)強(qiáng)度的問題。如 Si 元素，雖然 K系俄歇線的熒光幾率幾乎為零，但由于 Si KLL(1380)線的信號(hào)較弱，最常用的分析線則是 Si LVV(89)。 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實(shí)驗(yàn)室 34 平均自由程與平均逃逸深度 ? 俄歇電子的強(qiáng)度還與俄歇電子的平均自由程有關(guān)。 ? 因?yàn)樵诩ぐl(fā)過程產(chǎn)生的俄歇電子在向表面輸運(yùn)過程中，俄歇電子的能量由于彈性和非彈性散射而損失能量，最后成為二次電子背景。 ? 而只有在淺表面產(chǎn)生的俄歇電子才能被檢測(cè)到，這也是俄歇電子能譜應(yīng)用于表面分析的基礎(chǔ)。 ? 逃逸出的俄歇電子的強(qiáng)度與樣品的取樣深度存在指數(shù)衰減的關(guān)系。 N = N0ez/? 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實(shí)驗(yàn)室 35 0 500 1000 1500 2022 2500024AlCuAuE l e c t r o n E n e r g y ( e V )Inelastic Mean Free Path (nm)在三種材料中理論計(jì)算的非彈性平均自由程與電子能量的關(guān)系 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實(shí)驗(yàn)室 36 平均自由程 ? 一般來說，當(dāng) z達(dá)到 3?時(shí)，能逃逸到表面的電子數(shù)僅占5%，這時(shí)的深度稱為平均逃逸深度。平均自由程并不是一個(gè)常數(shù)，它與俄歇電子的能量有關(guān)。 ? 圖 7 表示了平均自由程 ?與俄歇電子能量的關(guān)系。從圖上可見，在 75~100 eV處， ?存在一個(gè)最小值。俄歇電子能量在 100 ~ 2022 eV之間， ?與 E1/2成正比關(guān)系。這一能量范圍正是進(jìn)行俄歇電子能譜分析的范圍 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實(shí)驗(yàn)室 37 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實(shí)驗(yàn)室 38 平均自由程 ? 平均自由程
范文總結(jié)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1