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俄歇電子能譜分析原理-展示頁

2025-05-16 22:26本頁面
  

【正文】 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 17 ? 彈性散射峰,能量保持不變,入射電子能量; ? 低動能寬峰,入射電子激發(fā)的二次電子在逃逸到表面過程中所產(chǎn)生的非彈性碰撞的損失峰; ? 在該兩峰之間的小峰,其位置與入射能量無關(guān),是俄歇電子峰。在退激發(fā)過程中,外層軌道的電子可以向該空穴躍遷并釋放出能量,并激發(fā)同一軌道層或更外層軌道的電子使之電離而逃離樣品表面,這種出射電子就是俄歇電子。 ? 當(dāng)具有足夠能量的粒子(光子、電子或離子)與一個原子碰撞時,原子內(nèi)層軌道上的電子被激發(fā)出后,在原子的內(nèi)層軌道上產(chǎn)生一個空穴,形成了激發(fā)態(tài)正離子。 ? 可進(jìn)行微區(qū)分析和深度分析,具有三維分析的特點。電子能譜學(xué) 第 7講 俄歇電子能譜原理 朱永法 清華大學(xué)化學(xué)系 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 2 俄歇電子能譜 ? 俄歇電子能譜的原理 ? 俄歇電子能譜儀 ? 俄歇電子能譜的實驗方法 ? 俄歇電子能譜的應(yīng)用 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 3 俄歇電子能譜原理 ? 俄歇電子的發(fā)現(xiàn) ? 俄歇電子能譜的發(fā)展 ? 俄歇電子能譜的重要性 ? 俄歇電子能譜的應(yīng)用領(lǐng)域 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 4 俄歇電子能譜的建立 ? 1925年 Pierre Auger就在 Wilson云室中發(fā)現(xiàn)了俄歇電子,并進(jìn)行了理論解釋; ? 1953年 (Auger Electron Spectroscopy, AES)并探討了俄歇效應(yīng)應(yīng)用于表面分析的可能性 ? 1967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 ? 1969年 Palmberg等人引入了筒鏡能量分析器( Cylindrical Mirror Analyser,CMA),使得俄歇電子能譜的信背比獲得了很大的改善 ? 最近 10年,俄歇電子能譜適應(yīng)納米材料的特點, 6nm空間分辨率; 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 5 俄歇電子能譜的特點 ? 俄歇電子能譜可以分析除氫氦以外的所有元素 ,是有效的定性分析工具; ? 俄歇電子能譜具有非常靈敏的表面性,是最常用的表面分析手段,檢測深度在 ;檢測極限約為 103原子單層。 ? 采用電子束作為激發(fā)源,具有很高的空間分辨率,最小可達(dá)到 6nm。 ? 要求是導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料; 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 6 俄歇電子能譜的發(fā)展趨勢 ? 場發(fā)射,高空間分辨率, 6nm; ? 更好的深度分辨能力,樣品旋轉(zhuǎn)技術(shù),提高深度分辨能力; ? 圖像譜儀功能,可以獲得元素圖像分布和化學(xué)態(tài)圖像分布信息; ? 高速分析和自動分析; 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 7 俄歇電子能譜的重要性 ? 表面分析的主要手段; ? 薄膜材料表面與界面分析需要; ? 納米材料發(fā)展的需要; ? 具有微區(qū),深度和圖像分析的能力; ? 適合微電子器件的研究; 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 8 俄歇電子能譜的主要應(yīng)用 ? 適合于納米薄膜材料的分析 ? 在金屬,半導(dǎo)體,電子材料,機(jī)械,陶瓷材料,薄膜材料,薄膜催化材料等方面有重要的作用 ; ? 適合于微區(qū)分析; 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 9 俄歇電子能譜提供的信息 ? 表面元素的定性鑒定; ? 表面元素的半定量分析; ? 表面成份的微區(qū)分析; ? 元素的深度分布分析; ? 元素的二維分布分析; ? 元素的化學(xué)價態(tài)分析; 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 10 俄歇電子能譜的原理 俄歇電子的產(chǎn)生 ? 俄歇電子能譜的原理比較復(fù)雜,涉及到三個原子軌道上二個電子的躍遷過程。 ? 激發(fā)態(tài)正離子是不穩(wěn)定的,必須通過退激發(fā)而回到穩(wěn)定態(tài)。 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 11 俄歇電子的產(chǎn)生 俄歇電子激發(fā)源出射電子填充電子WXYEWEXEY俄歇電子激發(fā)源圖 1俄歇電子的躍遷過程 圖 2俄歇電子的躍遷過程能級圖 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 12 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 13 Auger Electrons Atomic No. 3 F Particulate defects Auger Analysis Depth (450 197。此外,還存在特征能量損失峰,隨入射能量而變化; 各種峰的歸屬 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 18 俄歇躍遷過程定義及標(biāo)記 ? 俄歇躍遷過程有一個嚴(yán)格的定義, 它僅指躍遷電子的軌道與填充電子以及孔穴所處的軌道的不同能級之間產(chǎn)生的非輻射躍遷過程。 ? 當(dāng)激發(fā)孔穴、填充電子以及躍遷電子的軌道能級都相同時,該種躍遷就定義為超級柯斯特 可羅尼格(
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