電子能譜分析法ppt課件-在線瀏覽
2025-06-16 02:59本頁面
【正文】 入射電子束與俄歇能譜儀結(jié)合構(gòu)成 掃描俄歇微探針 (SAM)，可實(shí)現(xiàn)樣品成分的點(diǎn)、線、面分析和深度剖面分析。 三、俄歇電子能譜分析 ? 1．定性分析 ? 任務(wù) ：根據(jù)實(shí)測(cè)的直接譜 (俄歇峰 )或微分譜上的負(fù)峰的位置識(shí)別元素。 ? 注意 ：由于電子軌道之間可實(shí)現(xiàn)不同的俄歇躍遷過程，所以每種元素都有豐富的俄歇譜，由此導(dǎo)致不同元素俄歇峰的干擾。 圖 135 俄歇電子能量圖 主要俄歇峰的能量用空心圓圈表示， 實(shí)心圓圈代表每個(gè)元素的強(qiáng)峰 定性分析的一般步驟： ? (1)利用“主要俄歇電子能量圖”，確定實(shí)測(cè)譜中最強(qiáng)峰可能對(duì)應(yīng)的幾種 (一般為 3種 )元素； ? (2)實(shí)測(cè)譜與可能的幾種元素的標(biāo)淮譜對(duì)照，確定最強(qiáng)峰對(duì)應(yīng)元素的所有峰； ? (3)反復(fù)重復(fù)上述步驟識(shí)別實(shí)測(cè)譜中尚未標(biāo)識(shí)的其余峰。 2．定量分析 ? 基本上是半定量的水平 (常規(guī)情況下，相對(duì)精度僅為 30%左右 ) ? 常用的定量分析方法是相對(duì)靈敏度因子法。 四、俄歇電子能譜法的應(yīng)用 ? 優(yōu)點(diǎn) ： ? ①作為固體表面分析法，其信息深度取決于俄歇電子逸出深度 (電子平均自由程 )。深度分辨率約為 1nm，橫向分辨率取決于入射束斑大小。 ? ③對(duì)于輕元素 C、 O、 N、 S、 P等有較高的分析靈敏度。 俄歇電子能譜在材料科學(xué)研究中的應(yīng)用 ? ① 材料表面偏析、表面雜質(zhì)分布、晶界元素分析； ? ②金屬、半導(dǎo)體、復(fù)合材料等界面研究； ? ③薄膜、多層膜生長機(jī)理的研究； ? ④表面的力學(xué)性質(zhì) (如摩擦、磨損、粘著、斷裂等 )研究； ? ⑤表面化學(xué)過程 (如腐蝕、鈍化、催化、晶間腐蝕、氫脆、氧化等 )研究； ? ⑥集成電路摻雜的三維微區(qū)分析； ? ⑦固體表面吸附、清潔度、沾染物鑒定等。 第二節(jié) X射線光電子能譜法 ? X射線光電子能譜法（ XPS），因最初以化學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用為主要目標(biāo)，故又稱為 化學(xué)分析用電子能譜法（ ESCA） 。 一、基本原理 ? 能譜中表征樣品芯層電子結(jié)合能的一系列光電子譜峰稱為 元素的特征峰 (參見圖 28)。 ? 圖 137所示為帶有氧化物鈍化層的 Al的 2p光電子能譜圖 ? 由圖可知， 原子價(jià)態(tài)的變化導(dǎo)致 A1的 2p峰位移 。 ? 在應(yīng)用 X射線光電子譜進(jìn)行化學(xué)分析時(shí)，應(yīng) 盡量避免或消除物理位移 。 ? 如光電子 (從產(chǎn)生處向表面 )輸遠(yuǎn)過程中因非彈性散射 (損失能量 )而產(chǎn)生的能量損失峰， X射線源 (如 Mg靶的 K?1與 K?2雙線 )的強(qiáng)伴線 (Mg靶的K?3與 K?4等 )產(chǎn)生的伴峰，俄歇電子峰等。 ? 如果原子、分子或離子價(jià) (殼 )層有未成對(duì)電子存在，則內(nèi)層芯能級(jí)電離后會(huì)發(fā)生能級(jí)分裂從而導(dǎo)致光電子譜峰分裂，稱之為 多重分裂 。電離前 O2分子價(jià)殼層有兩個(gè)未成對(duì)電子，內(nèi)層能級(jí)(O1s)電離后譜峰發(fā)生分裂 (即多重分裂 )，分裂間隔為 。若此未成對(duì)電子角量子數(shù) l＞ 0，則必然會(huì)產(chǎn)生自旋 軌道偶合 (相互作用 )，使未考慮此作用時(shí)的能級(jí)發(fā)生能級(jí)分裂 (對(duì)應(yīng)于內(nèi)量子數(shù) j的取值 j＝ l+1/2和 j＝ l1/2形成雙層能級(jí) )，從而導(dǎo)致光電子譜峰分裂；此稱為 自旋 軌道分裂 。 圖 28 Ag的光電子能譜圖（ Mg K?激發(fā)） 二、 X射線光電子能譜儀 ? 主要組成部分： X光源 (激發(fā)源 )，樣品室 ， 電子能量分析器 和 信息放大、記錄 (顯示 )系統(tǒng) 等組成。
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