[理學(xué)]電子能譜學(xué)第11講低能離子散射譜iss-wenkub.com
2024-12-05 00:58 本頁(yè)面
【正文】 ? 低能離于在表面上的散射和中和等過(guò)程決定了ISS技術(shù)的應(yīng)用特性，因而對(duì)散射截面及中和幾率的進(jìn)一步理論研究必將使 ISS成為一種表面檢測(cè)的有力手段之一。(ｄ )用 1ｋｅＶＡｒ +再次濺射 15ｍｉｎ 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實(shí)驗(yàn)室 50 ＩＳＳ測(cè)定負(fù)載型催化劑中活性組份與載體之間的相互作用 ? 催化劑活性組份可以與基底發(fā)生相互作用，使得原子的作用質(zhì)量發(fā)生改變； ? 在對(duì)ＭｏＯ 3/ＳｉＯ ＭｏＯ 3/ＴｉＯ 2和ＭｏＯ 3/γＡｌ 2Ｏ 3等催化劑系列進(jìn)行ＩＳＳ檢測(cè)中 ,測(cè)定了Ｈｅ +對(duì)ＭｏＯ 3的散射峰 ,發(fā)現(xiàn)載體不同 ,散射峰位也不同。反應(yīng)過(guò)程引起存在于還原催化劑上的ＺｎＯ膜的團(tuán)聚作用。 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實(shí)驗(yàn)室 46 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實(shí)驗(yàn)室 47 ISS研究 Ni3Ti合金 Ni3Ti(0001)表面暴露 CO前后的 ISS譜 AES:Ni/Ti＝ 說(shuō)明在 AES采樣深度范圍內(nèi)基本沒有Ni或 Ti的偏析 使用 4He+作入射源 ,入射離子能量為 500eV,散射角為 135176。 ? 通過(guò)缺陷對(duì)原子鏈散射影向的研究。這種現(xiàn)象稱為溝道效應(yīng)。對(duì)面有一個(gè)突出的硫峰和一個(gè)較小的雙散射鼓包，只有一點(diǎn)鋅的痕跡。在合理的探測(cè)時(shí)間內(nèi)，樣品表面的改變就很小。 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實(shí)驗(yàn)室 41 ISS成份分析 ? 做成分分析時(shí)， ISS可能遇到的困難是有一些難認(rèn)的譜峰，有人認(rèn)為這可能是由于離子除了同表面單個(gè)原子碰撞外，還同表面原子及其近鄰的原子一齊碰撞而產(chǎn)生的。加熱到1165度激活以后并使陰極在此溫度保溫時(shí)，譜線上出現(xiàn)比鎢蜂還高的鋇峰還有一些銅、鈣和鋁等小峰。雖然對(duì)一些輕元素，如 C和 Be在 90度散射情況下不能用 Ne，但是用氦時(shí)質(zhì)量分辨率卻很好。 ? 在 He離子的譜中，鐵 ,鉬峰是分開的， 但在 Re的位置上只有一個(gè)很小的上彎部分。 ? 另外，同二次離子質(zhì)譜一樣， ISS亦適合半導(dǎo)體及絕緣體樣品的分析。 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實(shí)驗(yàn)室 37 ISS的應(yīng)用 ? ISS作為表面靈敏的一種手段，既可用于表面化學(xué)組份的確定，又可推斷一些幾何結(jié)構(gòu)。 ? 得到了解理ＭｏＳ 2(001)表面上散射的Ｍｏ信號(hào)強(qiáng)度～極化角關(guān)系。 ? 從ＣＡＩＣＩＳＳ數(shù)據(jù)引出的結(jié)構(gòu)信息 ,主要是基于對(duì)強(qiáng)度的角度變化有貢獻(xiàn)的多重散射的大角度 (～ 180176。 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實(shí)驗(yàn)室 35 進(jìn)展 ? 最近一種稱為頂頭碰撞背向散射ＩＳＳ (ＣＡＩＣＩＳＳ )[107]已被用作確定表面和次表面區(qū)原子結(jié)構(gòu)大有希望的工具。但須注意 ,隨著散射角的增大 ,散射截面積減小 ,因而訊號(hào)也減小。利用遮蔽效應(yīng) ,可以研究表面原子結(jié)構(gòu)。 ? 表面原子對(duì)其它原子的遮蔽 (或陰影）。 ? 要進(jìn)行真正的單層檢測(cè)必須使用能量較低的入射離子 ,這還可減弱濺射效應(yīng)。 ? 從這種線性關(guān)系得出的結(jié)論是，在此范圍內(nèi)，中和效率與覆蓋率無(wú)關(guān)。 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實(shí)驗(yàn)室 27 荷電效應(yīng) ? 荷電效應(yīng)及其處理當(dāng)樣品為絕緣體時(shí) ,必須考慮表面電荷積累所引起的實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏差 荷電位移。這便是 ISS所具有的陰影效應(yīng)。入射角 (入射束與樣品表面法線夾角 )越大 ,遮蔽錐越大。 圖 4是 He從多晶體金的散射譜。 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實(shí)驗(yàn)室 22 ? E0＝ 25千電子伏時(shí)，有一個(gè)很寬的本底。 ? 而且中和效率 (1一 Pi)很可能與許多參數(shù)有關(guān) (例如離子能量、基質(zhì)材料、吸附的靶原于種類等 )，所以在定量解釋上相當(dāng)復(fù)雜。由它們可以方便地求出散射截面。 ? 單位立體角內(nèi)的離子產(chǎn)額就應(yīng)該表示為 ： ? ? n0是測(cè)量期間打到靶上的粒子數(shù)， n是散射粒子數(shù)，N是可達(dá)深度內(nèi)的靶原子密度，其它量的定義同前。此關(guān)系是根據(jù)能量守恒和動(dòng)量守恒導(dǎo)出的。 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實(shí)驗(yàn)室 15 ISS原理 ? 基本原理已知質(zhì)量ｍ 1和能量Ｅ 0的一次離子入射到樣品表面 (靶原子質(zhì)量ｍ 2)后 ,在固定散射角處測(cè)量彈性散射后的一次離子的能量分布 (Ｅ 1)。這也使 ISS技術(shù)易于同 AES、XPS等分析技術(shù)兼容。 ? 這是因?yàn)榈湍茈x子散射法對(duì)表面非常敏感，本底氣體的吸附層會(huì)嚴(yán)重地減小分析表面的離于散射產(chǎn)額。 ? 在表面分析中離子源的重要參數(shù)有： (1)能量分散不應(yīng)大于幾伏； (2)從離子源得到的離子流最少幾微安 (3)發(fā)散角為小于 1度。離子流密度約在幾十微安／厘米 2，離子能量在 500eV一 2KeV內(nèi)，能量分散性約 2eV。用能量為— 10keV單能平
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