【正文】 ? 對于表面有油等有機物污染的樣品，在進入真空系統(tǒng)前必須用油溶性溶劑如環(huán)己烷，丙酮等清洗掉樣品表面的油污。 ? 一般可以通過對樣品進行加熱或用溶劑清洗等方法。對于需要用離子束濺射的樣品，建議使用錫作為基材，因為在濺射過程中金屬銦經(jīng)常會擴散到樣品表面而影響樣品的分析結果。 ? 一般把粉體樣品或小顆粒樣品直接壓到金屬銦或錫的基材表面。缺點是樣品用量太大，抽到超高真空的時間太長。此外，荷電效應也會影響到俄歇電子譜的采集。一種是用導電膠帶直接把粉體固定在樣品臺上，另一種是把粉體樣品壓成薄片，然后再固定在樣品臺上。 ? 由于俄歇電子能譜具有較高的空間分辨率，因此，在樣品固定方便的前提下，樣品面積應盡可能地小，這樣可以在樣品臺上多固定一些樣品。對于體積較大的樣品則必須通過適當方法制備成大小合適的樣品。因此，樣品的尺寸必須符合一定的大小規(guī)范，以利于真空系統(tǒng)的快速進樣。主要包括樣品大小，揮發(fā)性樣品的處理，表面污染樣品及帶有微弱磁性的樣品等的處理。 ? 粉體樣品原則上不能進行俄歇電子能譜分析，但經(jīng)特殊制樣處理也可以進行一定的分析。 5 俄歇電子能譜的實驗技術 樣品制備技術 ? 俄歇電子能譜儀對分析樣品有特定的要求，在通常情況下只能分析固體導電樣品。 4. 而電子槍又可分為固定式電子槍和掃描式電子槍兩種。該燈絲具有電子束束流密度高，單色性好以及高溫耐氧化等特性。俄歇電子能譜 (AES) 2 俄歇電子能譜儀的基本結構 ? 真空系統(tǒng) ? 超高真空的獲得 ? 電子槍 ? 能量分析器 ? 離子槍 ? 數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng) 快 速 進 樣 室分 析 室電 子 槍超 高 真 空 系 統(tǒng)能 量 分 析 器計 算 機 系 統(tǒng)離 子 槍3 4 電子源 1. 在俄歇電子能譜儀中，通常采用的有三種電子束源，包括鎢絲，六硼化錸燈絲以及場發(fā)射電子槍。 2. 其中目前最常用的是采用六硼化錸燈絲的電子束源。 3. 現(xiàn)在新一代的俄歇電子能譜儀較多地采用場發(fā)射電子槍，其優(yōu)點是空間分辨率高，束流密度大，缺點是價格貴，維護復雜，對真空要求高。掃描式電子槍適合于俄歇電子能譜的微區(qū)分析。經(jīng)過特殊處理，絕緣體固體也可以進行分析。 ? 由于涉及到樣品在真空中的傳遞和放置，待分析的樣品一般都需要經(jīng)過一定的預處理。 6 樣品大小 ? 由于在實驗過程中樣品必須通過傳遞桿，穿過超高真空隔離閥，送到樣品分析室。 ? 對于塊狀樣品和薄膜樣品，其長寬最好小于 10mm, 高度小于 5 mm。 ? 但在制備過程中，必須考慮處理過程可能對表面成分和化學狀態(tài)所產生的影響。 7 粉末樣品 ? 對于粉體樣品有兩種常用的制樣方法。 ? 前者的優(yōu)點是制樣方便，樣品用量少，預抽到高真空的時間較短，缺點是膠帶的成分可能會干擾樣品的分析。后者的優(yōu)點是可以在真空中對樣品進行處理，如加熱，表面反應等，其信號強度也要比膠帶法高得多。并且對于絕緣體樣品，荷電效應會直接影響俄歇電子能譜的錄譜?？梢怨潭悠泛徒鉀Q樣品的荷電問題。 8 含有揮發(fā)性物質的樣品 ? 對于含有揮發(fā)性物質的樣品，在樣品進入真空系統(tǒng)前必須清除掉揮發(fā)性物質。如含有油性物質的樣品，一般依次用正己烷、丙酮和乙醇超聲清洗，然后紅外烘干，才可以進入真空系統(tǒng)。最后再用乙醇清洗掉有機溶劑，為了保證樣品表面不被氧化，一般采用自然干燥。 10 帶有微弱磁性的樣品 ? 由于俄歇電子帶有負電荷，在微弱的磁場作用下，也可以發(fā)生偏轉。此外，當樣品的磁性很強時，還存在導致分析器頭及樣品架磁化的危險，因此，絕對禁止帶有強磁性的樣品進入分析室。 11 離子束濺射技術 ? 在俄歇電子能譜分析中，為了清潔被污染的固體表面和進行離子束剝離深度分析，常常利用離子束對樣品表面進行濺射剝離。 ? 作為深度分析用的離子槍，一般使用 ～ 5 KeV的 Ar離子源，離子束的束斑直徑在 1～ 10mm范圍內，并可掃描。 12 離子束濺射技術 ? 為了提高分析過程的深度分辯率，一般應采用間斷濺射方式。 ? 為了降低離子束的擇優(yōu)濺射效應及基底效應，應提高濺射速率和降低每次濺射間隔的時間。俄歇深度分析表示的深度也是相對深度，而不是絕對深度。 ? 樣品表面荷電相當于給表面自由的俄歇電子增加了一定的額外電壓 , 使得測得的俄歇動能比正常的要高。 14 樣品荷電問題 ? 有些導電性不好的樣品，經(jīng)常因為荷電嚴重而不能獲得俄歇譜。因此，對于普通的薄膜樣品，一般不用考慮其荷電效應。此外，還有用帶小窗口的 Al, Sn, Cu箔等包覆樣品等方法。 ? 一般定義俄歇電子能譜的采樣深度為俄歇電子平均自由程的 3倍。 ? 一般對于金屬為 ～ 2 nm, 對于無機物為 1 ～ 3 nm, 對于有機物為 1 ～ 3 nm。 16 電子束激發(fā)俄歇電子能譜 (EAES)與 X射線激發(fā)俄歇電子能譜 (XAES)的比較 ? 用電子束作為激發(fā)源的優(yōu)點是：（ 1）電子束的強度大于 X射線源多個數(shù)量級；（ 2）電子束可以進行聚焦，具有很高的空間分辨率；（ 3）電子束可以掃描，具有很強的圖像分析功能；（ 4）由于電子束束斑直徑小，具有很強的深度分析能力。 17 俄歇電子能譜圖的分析技術 ? 俄歇電子能譜的定性分析 ? 俄歇電子能譜的定量分析 ? 俄歇電子能譜的深度分析 ? 俄歇電子能譜的微區(qū)分析 ? 俄歇電子能譜的價態(tài)分析 18 俄歇電子能譜的定性分析 ? 由于俄歇電子的能量僅與原子本身的軌道能級有關，與入射電子的能量無關，也就是說與激發(fā)源無關。由此，我們可以根據(jù)俄歇電子的動能用來定性分析樣品表面物質的元素種類。 ? 因此， AES技術是適用于對所有元素進行一次全分析的有效定性分析方法，這對于未知樣品的定性鑒定是非常有效的。因此，多種俄歇躍遷過程可以同時出現(xiàn)，并在俄歇電子能譜圖上產生多組俄歇峰。在利用俄歇電子能譜進行元素定性分析時，必須非常小心。根據(jù) PerkinElmer[3]公司的 《 俄歇電子能譜手冊 》 ，建議俄歇電子能譜的定性分析過程如下： ? 首先把注意力集中在最強的俄歇峰上。然后通過與這幾種可能元素的標準譜進行對比分析，確定元素種類。 21 俄歇電子能譜的定性分析 ? 在確定主峰元素后，利用標準譜圖，在俄歇電子能譜圖上標注所有屬于此元素的峰。含量少的元素，有可能只有主峰才能