現(xiàn)代分析測試技術(shù)俄歇電子譜-在線瀏覽
2025-02-03 07:35本頁面
【正文】 能量＝ － ＝ KeV 與實(shí)測值 。 (Z?3)孤立的鋰原子因最外層只有一個(gè)電子，也不能產(chǎn)生俄歇電子，但固體中因價(jià)電子是共用的，所以金屬鋰可以發(fā)生 KVV 型的俄歇躍遷。 15俄歇電子能量圖： （圖中右側(cè)自下而上為元素符號）216。 ○和 ●表示每種元素所產(chǎn)生的俄歇電子能量的相對強(qiáng)度， ●表示相對強(qiáng)度高 由于束縛能強(qiáng)烈依賴于原子序數(shù)，所以用確定能量的俄歇電子來鑒別元素是明確而不易混淆的。16俄歇電子產(chǎn)額 俄歇電子產(chǎn)額或俄歇躍遷幾率決定俄歇譜峰強(qiáng)度 ，直接關(guān)系到元素的定量分析。對同一 K層空穴，退激發(fā)過程中熒光 X射線與俄歇電子的相對發(fā)射幾率，即熒光產(chǎn)額 (?K)和俄歇電子產(chǎn)額 ( )滿足 =1－ ?K俄歇電子產(chǎn)額與原子序數(shù)的關(guān)系 由圖可知，對于 K層空穴 Z19，發(fā)射俄歇電子的幾率在 90％以上；隨 Z的增加， X射線熒光產(chǎn)額增加，而俄歇電子產(chǎn)額下降。17俄歇分析的選擇n 通常n 對于 Z≤14的元素，采用 KLL俄歇電子分析；n 14Z42的元素，采用 LMM俄歇電子較合適；n Z42時(shí)，以采用 MNN和 MNO俄歇電子為佳。n能夠保持特征能量（沒有能量損失）而逸出表面的俄歇電子，發(fā)射深度僅限于表面以下大約 2 nm以內(nèi)，約相當(dāng)于表面幾個(gè)原子層，且 發(fā)射（逸出）深度與俄歇電子的能量以及樣品材料有關(guān) 。20~2nm5~10nm500nm~5μm知識回顧：電子束與固體物質(zhì)的作用體積 21③ 俄歇 電 子峰① 彈 性散射峰② 二次 電子① 高能區(qū)處出現(xiàn)一個(gè)很尖的峰 ,此為入射 e與原子彈性碰撞后產(chǎn)生的散射峰，能量保持不變。③ 二峰之間的一個(gè)廣闊區(qū)域（50eV～ 2023eV）電子數(shù)目少 ,產(chǎn)生的峰為俄歇電子峰。22n俄歇譜一般具有兩種形式： 直接譜（ 積分譜） 和 微分譜 ；n直接譜 可以保證原來的信息量，但背景太高，難以直接處理。可通過微分電路或計(jì)算機(jī)數(shù)字微分獲得。n 這種軌道結(jié)合能上的微小差異可以導(dǎo)致俄歇電子能量的變化，這種變化就稱作元素的 俄歇化學(xué)位移 ，它取決于元素在樣品中所處的化學(xué)環(huán)境。在表面科學(xué)和材料科學(xué)的研究中具有廣闊的應(yīng)用前景24俄歇化學(xué)效應(yīng)俄歇化學(xué)效應(yīng)俄歇化學(xué)效應(yīng)有三類；n 原子發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移引起內(nèi)層能級移動 ；n 化學(xué)環(huán)境變化引起價(jià)電子態(tài)密度變化 ，從而引起價(jià)帶譜的峰形變化；n 俄歇電子逸出表面時(shí)由于 能量損失機(jī)理引起的低能端形狀改變 ，同樣也與化學(xué)環(huán)境有關(guān) 。1. 原子的化合價(jià)態(tài)對俄歇化學(xué)位移的影響原子的化合價(jià)態(tài)對俄歇化學(xué)位移的影響 26n 金屬 Ni的 MVV俄歇電子動能為 eV。 n Ni2O3, Ni MVV的能量為 eV, 俄歇化學(xué)位移為 eV。而在 SiO2中 , SiO鍵的電負(fù)性差為 , 俄歇化學(xué)位移則為 eV。電負(fù)性差越大 ,原子得失的電荷也越大 , 因此俄歇化學(xué)位移也越大Si3N4的 Si LVV俄歇?jiǎng)幽転? eV, 俄歇化學(xué)位移為 eV。28俄歇譜儀示意圖29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 1 nm，橫向分辨率取決于入射束斑大小 。③ 對于輕元素 C、 O、 N、 S、 P等有較高的分析靈敏度。30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 。 32俄歇電子能譜能提供的信息n元素沿深度方向的分布分析 AES的深度分析功能是俄歇電子能譜最有用的分析功能 。該方法是一種 破壞性分析方法 ，會引起表面晶格的損傷，擇優(yōu)濺射和表面原子混合等現(xiàn)象。橫坐標(biāo)： 濺射時(shí)間，與濺射深度有對應(yīng)關(guān)系。 可以清晰地看到各元素在薄膜中的分布情況。這界面層是通過從樣品表面擴(kuò)散進(jìn)的氧與從基底上擴(kuò)散出的硅反應(yīng)而形成的。n 這種功能是俄歇電子能譜在微電子器件研究中最常用的方法，也是納米材料研究的主要手段。 從理論上，俄歇電子能譜選點(diǎn)分析的空間分別率可以達(dá)到束斑面積大小 。36微區(qū)分析圖為 Si3N4薄膜經(jīng) 850℃ 快速熱退火處理后表面不同點(diǎn)的俄歇定性分析圖。損傷點(diǎn)： 表面的 C,O含量很高，而 Si, N元素的含量卻比較低。 Si3N4薄膜表面損傷點(diǎn)的俄歇定性分析譜 正常位置 破損位置 37Si3N4薄膜表面正常點(diǎn)的 俄歇深度分析 Si3N4薄膜表面損傷點(diǎn)的 俄歇深度分析 從圖上可見， 在正常區(qū) ， Si3N4薄膜的組成是非常均勻的， N/Si原子比為。 N元素大量損失，該結(jié)果表明 Si3N4薄膜在熱處理過程中，在某些區(qū)域發(fā)生了 氮化硅的脫氮分解反應(yīng)，并在樣品表面形成結(jié)碳 。n表面的物理化學(xué)性質(zhì)的變化。n材料組分的確定 ， 純度的檢測 ，n材料特別是薄膜材料的生長。 在物理學(xué)，化學(xué)，材料科學(xué)以及微電子學(xué)等方面有著重要的應(yīng)用。一般對于金屬樣品可以通過加熱氧化除去有機(jī)物污染，再通過真空熱退火除去氧化物而得到清潔表面
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1