俄歇電子能譜儀ppt課件-在線瀏覽
2025-06-23 01:38本頁(yè)面
【正文】 在俄歇譜上觀測(cè)到。改變?nèi)肷潆娮幽芰?，觀察該峰是否移動(dòng)，如移動(dòng)就不是俄歇峰。 ? 一般利用 AES譜儀的寬掃描程序 , 收集從 20～ 1700 eV動(dòng)能區(qū)域的俄歇譜。 ? 對(duì)大部分元素，其俄歇峰主要集中在 20～ 1200eV的范圍內(nèi)，對(duì)于有些元素則需利用高能端的俄歇峰來(lái)輔助進(jìn)行定性分析。 23 俄歇電子能譜的定性分析 ? 在進(jìn)行定性分析時(shí)，通常采取俄歇譜的微分譜的負(fù)峰能量作為俄歇?jiǎng)幽埽M(jìn)行元素的定性標(biāo)定。一般來(lái)說(shuō)，金屬和半導(dǎo)體樣品幾乎不會(huì)荷電，因此不用校準(zhǔn)。在離子濺射的樣品中，也可以用 Ar KLL峰的俄歇?jiǎng)幽? eV來(lái)校準(zhǔn)。 24 0 100 200 300 400 500 600C KLL T i K LLO K L L俄歇電子動(dòng)能 / eV計(jì)數(shù) / 任意單位278 . 0385415510圖 8金剛石表面的 Ti薄膜的俄歇定性分析譜 25 ? 圖 8是金剛石表面的 Ti薄膜的俄歇定性分析譜（微分譜），電子槍的加速電壓為 3 kV。激發(fā)出來(lái)的俄歇電子由其俄歇過(guò)程所涉及的軌道的名稱標(biāo)記。由于大部分元素都可以激發(fā)出多組光電子峰，因此非常有利于元素的定性標(biāo)定，排除能量相近峰的干擾。 26 表面元素的半定量分析 ? 從樣品表面出射的俄歇電子的強(qiáng)度與樣品中該原子的濃度有線性關(guān)系，因此可以利用這一特征進(jìn)行元素的半定量分析。 ? 因此， AES技術(shù)一般不能給出所分析元素的絕對(duì)含量，僅能提供元素的相對(duì)含量。 ? 此外，雖然 AES的絕對(duì)檢測(cè)靈敏度很高，可以達(dá)到 103原子單層，但它是一種表面靈敏的分析方法，對(duì)于體相檢測(cè)靈敏度僅為 %左右。 ? 最后，還應(yīng)注意 AES的采樣深度與材料性質(zhì)和激發(fā)電子的能量有關(guān)，也與樣品表面與分析器的角度有關(guān)。 2. 最常用和實(shí)用的方法是相對(duì)靈敏度因子法。這種比例關(guān)系可以通過(guò)下列公式換算 ??????niiiiiiwtiAcAcc1?ciwt 第 i種元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度； ? ci 第 i種元素的 AES摩爾分?jǐn)?shù)； ? Ai 第 i種元素的相對(duì)原子質(zhì)量 30 表面元素的半定量分析 ? 在定量分析中必須注意的是 AES給出的相對(duì)含量也與譜儀的狀況有關(guān)，因?yàn)椴粌H各元素的靈敏度因子是不同的，AES譜儀對(duì)不同能量的俄歇電子的傳輸效率也是不同的，并會(huì)隨譜儀污染程度而改變。 AES僅提供表面 1～ 3 nm厚的表面層信息，樣品表面的 C, O污染以及吸附物的存在也會(huì)嚴(yán)重影響其定量分析的結(jié)果 ? 由于俄歇能譜的各元素的靈敏度因子與一次電子束的激發(fā)能量有關(guān)，因此，俄歇電子能譜的激發(fā)源的能量也會(huì)影響定量結(jié)果 31 表面元素的化學(xué)價(jià)態(tài)分析 ? 雖然俄歇電子的動(dòng)能主要由元素的種類(lèi)和躍遷軌道所決定，但由于原子內(nèi)部外層電子的屏蔽效應(yīng)，芯能級(jí)軌道和次外層軌道上的電子的結(jié)合能在不同的化學(xué)環(huán)境中是不一樣的，有一些微小的差異。 ? 一般來(lái)說(shuō)，由于俄歇電子涉及到三個(gè)原子軌道能級(jí)，其化學(xué)位移要比 XPS的化學(xué)位移大得多。 ? 由于俄歇電子能譜的分辨率低以及化學(xué)位移的理論分析的困難，俄歇化學(xué)效應(yīng)在化學(xué)價(jià)態(tài)研究上的應(yīng)用未能得到足夠的重視。 33 表面元素的化學(xué)價(jià)態(tài)分析 ? 與 XPS相比， 俄歇電子能譜雖然存在能量分辨率較低的缺點(diǎn) , 但卻具有 XPS難以達(dá)到的微區(qū)分析優(yōu)點(diǎn)。 ? 同樣在 XPS中產(chǎn)生的俄歇峰其化學(xué)位移也比相應(yīng)XPS結(jié)合能的化學(xué)位移要大得多。 ? NiO中的 Ni MVV俄歇峰的能量為 eV, 俄歇化學(xué)位移為 eV。 40 50 60K i n e ti c E n e r g y / e VCounts / a.u.p u r e N iNiONi2O3不同價(jià)態(tài)的鎳氧化物的 Ni MVV俄歇譜 35 ? 金屬 Ni的 LMM俄歇?jiǎng)幽転? eV。 ? 對(duì)于 Ni2O3, Ni LMM的能量為 eV, 俄歇化學(xué)位移為 eV。 ? 在純金屬 , Ni原子上的有效電荷為零 。 ? 根據(jù)式 (17)可見(jiàn) , 原子所荷的正電荷越高 , 俄歇化學(xué)位移越負(fù) , 俄歇?jiǎng)幽茉降汀? ? 而 SiO2的 Si LVV的俄歇?jiǎng)幽転? eV, 俄歇化學(xué)位移為 eV。 ? Si3N4的俄歇?jiǎng)幽転? eV, 俄歇化學(xué)位移為 eV。 1600 1620K i n e ti c E n e r g y / e VCounts / a.u.S i O2Si3N4電負(fù)性差對(duì) Si KLL譜的影響 39 相鄰原子的電負(fù)性差對(duì)俄歇化學(xué)位移的影響 ? 這清楚地表明價(jià)軌道比內(nèi)層軌道對(duì)化學(xué)環(huán)境更為敏感； ? 不論是 Si3N4還是 SiO2,其中在 SiO2和 Si3N4中 , Si都是以正四價(jià)存在 , 但 Si3N4的 SiN鍵的電負(fù)性差為 ，俄歇化學(xué)位移為 eV。 ? 通過(guò)計(jì)算可知 SiO2中 Si的有效電荷為 + e, 而 Si3N4中 Si的有效電荷為 + e。 ? 雖然在這些氧化物中氧都是以負(fù)二價(jià)離子 O2存在 , 相應(yīng)的電負(fù)性差也相近 , 氧元素上的有效電荷也比較接近 ,但俄歇電子能量卻相差甚遠(yuǎn)。 490 500 510 520 530K i n e t i c E n e r g y / e VCounts / a.u. P b O2T i O2Si O2原子馳豫勢(shì)能效應(yīng)對(duì) O KLL譜的影響 41 弛豫勢(shì)能的影響 ? 原子外弛豫能 (離子有效半徑 )將起主要作用。這時(shí)正離子上的部分電荷不再全部轉(zhuǎn)移到氧負(fù)離子的 2p軌道上 , 從而導(dǎo)致氧原子上的有效電荷降低 , O KLL的俄歇?jiǎng)幽鼙葻o(wú)極化作用時(shí)低。 ? 在上述氧化物中 SiO2的極化作用最大 , 弛豫能也是最大。因此 ,SiO2中的 O KLL俄歇?jiǎng)幽茏畹?, 而 PbO2的 O KLL動(dòng)能則最高。 ? 在 SiO2物種中， Si LVV俄歇譜的動(dòng)能為 eV, 而在單質(zhì)硅中，其Si LVV俄歇譜的動(dòng)能則為 eV。 65 70 75 80 85 90 95俄歇?jiǎng)幽? /
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