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俄歇电子能谱技术(Auger electron spectroscopy,简称AES),是一种表面科学和材料科学的分析技术,因检测由俄歇效应产生的俄歇电子信号进行分析而命名。这种效应系产生于受激发的原子的外层电子跳至低能阶所放出的能量被其他外层电子吸收而使后者逸出,这一连串事件称为俄歇效应,而逃脱出来的电子称为俄歇电子,通过检测俄歇电子的能量和数量来进行定性定量分析。AES应用于鉴定样品表面的化学性质及组成的分析,其特点在俄歇电子来极表面甚至单个原子层,仅带出表面的化学信息,具有分析区域小、分析深度浅和不破坏样品的特点,广泛应用于材料分析以及催化、吸附、腐蚀、磨损等方面的研究。
俄歇电子能谱分析(AES)可为客户解决的产品质量问题,可进行测试表面谱图点扫;深度刻蚀;Mapping;线扫,可用于:
(1)当产品表面存在微小的异物,而常规的成分测试方法无法准确对异物进行定性定量分析,可选择AES进行分析,AES能分析≥20nm直径的异物成分,且异物的厚度不受限制(能达到单个原子层厚度,0.5nm)。
(2)当产品表面膜层太薄,无法使用常规测试进行厚度测量,可选择AES进行分析,利用AES的深度溅射功能测试≥3nm膜厚厚度。
(3)当产品表面有多层薄膜,需测量各层膜厚及成分,利用D-SIMS结合AES能准确测定各层薄膜厚度及组成成分。
1、粉末样品提供10mg,样品用干净玻璃瓶盛装或铝箔纸包装。
2、块状/薄膜:一般长宽厚不超出5*5*3mm。样品必须导电性好,不导电或者导电性差的样品不能做,样品在超高真空下必须稳定,无腐蚀性,无磁性,无挥发性等。
3、样品包装要求:样品制备好以后,尽可能进行真空密封,否则样品会吸附空气中的污染物,对表面测试会有影响。
4、样品信息:样品为客户端送检LED碎片,客户端反映LED碎片上Pad表面存在污染物,要求分析污染物的类型。
5、失效样品确认:将LED碎片放在金相显微镜下观察,寻找被污染的Pad,通过观察,发现Pad表面较多小黑点。
1、X射线光电能谱(XPS)和俄歇电子能谱(AES) 的相似与区别?
1.相同之处:它们都是得到元素的价电子和内层电子的信息,从而对原子化器表面的元素进行定性或定量分析,也可以通过氦离子对表面的刻蚀来分析原子化器近表面的元素,得到原子化器材料和分析物渗透方面的信息。
2区别:.相比之下,XPS通过元素的结合能位移能更方便地对元素的价态进行分析,定量能力也更好,使用更为广泛。但由于其不易聚焦,照射面积大,得到的是毫米级直径范围内的平均值,其检测极限一般只有0.1%,因此要求原子化器表面的被测物比实际分析的量要大几个数量级。AES有很高的微区分析能力和较强的深度剖面分析能力。现在最小入射电子束径可达30nm。但是文献还没有报道原子化器表面的俄歇电子象。另外,对于同时出现两个以上价态的元素,或同时处于不同的化学环境中时,用电子能谱法进行价态分析是比较复杂的。
2、俄歇电子能谱(AES)的局限性?
① 不能分析氢和氦元素;② 定量分析的准确度不高;③ 对多数元素的探测灵敏度为原子摩尔分数0.1%~1.0%;④ 电子束轰击损伤和电荷积累问题限制其在有机材料、生物样品和某些陶瓷材料中的应用;⑤ 对样品要求高,表面必须清洁(最好光滑)等。
3、俄歇能谱的应用?
通过正确测定和解释AES的特征能量、强度、峰位移、谱线形状和宽度等信息,能直接或间接地获得固体表面的组成、浓度、化学状态等多种情报。