俄歇電子能譜(AES)測試主要測什么?今天鑠思百檢測小編帶大家來詳細了解一下。
1.俄歇電子能譜技術(shù)(AES)
俄歇電子能譜技術(shù)(Auger electron spectroscopy,簡稱AES),是一種表面科學(xué)和材料科學(xué)的分析技術(shù),因檢測由俄歇效應(yīng)產(chǎn)生的俄歇電子信號進行分析而命名。這種效應(yīng)系產(chǎn)生于受激發(fā)的原子的外層電子跳至低能階所放出的能量被其他外層電子吸收而使后者逸出,這一連串事件稱為俄歇效應(yīng),而逃脫出來的電子稱為俄歇電子,通過檢測俄歇電子的能量和數(shù)量來進行定性定量分析。AES應(yīng)用于鑒定樣品表面的化學(xué)性質(zhì)及組成的分析,其特點在俄歇電子來極表面甚至單個原子層,僅帶出表面的化學(xué)信息,具有分析區(qū)域小、分析深度淺和不破壞樣品的特點,廣泛應(yīng)用于材料分析以及催化、吸附、腐蝕、磨損等方面的研究。
2. 俄歇電子能譜分析(AES)可為客戶解決的產(chǎn)品質(zhì)量問題
(1)當(dāng)產(chǎn)品表面存在微小的異物,而常規(guī)的成分測試方法無法準(zhǔn)確對異物進行定性定量分析,可選擇AES進行分析,AES能分析≥20nm直徑的異物成分,且異物的厚度不受限制(能達到單個原子層厚度,0.5nm)。
(2)當(dāng)產(chǎn)品表面膜層太薄,無法使用常規(guī)測試進行厚度測量,可選擇AES進行分析,利用AES的深度濺射功能測試≥3nm膜厚厚度。
(3)當(dāng)產(chǎn)品表面有多層薄膜,需測量各層膜厚及成分,利用D-SIMS結(jié)合AES能準(zhǔn)確測定各層薄膜厚度及組成成分。
(4)AES的深度分析功能是AES最有用的分析功能,主要分析元素及含量隨樣品表面深度的變化。
采用能量為500eV~5keV的惰性氣體氬離子濺射逐層剝離樣品,并用俄歇電子能譜儀對樣品原位進行分析,測量俄歇電子信號強度I (元素含量)隨濺射時間t(濺射深度)的關(guān)系曲線,這樣就可以獲得元素在樣品中沿深度方向的分布。

在經(jīng)過界面反應(yīng)后,在PZT薄膜與硅基底間形成了穩(wěn)定的SiO2界面層。這界面層是通過從樣品表面擴散進的氧與從基底上擴散出的硅反應(yīng)而形成的。
濺射產(chǎn)額與離子束的能量、種類、入射方向、被濺射固體材料的性質(zhì)以及元素種類有關(guān)。
多組分材料由于其中各元素的濺射產(chǎn)額不同,濺射產(chǎn)額高的元素被大量濺射掉,而濺射產(chǎn)額低的元素在表面富集,使得測量成分發(fā)生變化,稱之為擇優(yōu)濺射。有時擇優(yōu)濺射的影響很大。如上圖。
工作模式有兩種:
1)連續(xù)濺射式:離子濺射的同時進行AES分析; 2)間歇濺射式:離子濺射和AES分析交替進行。
離子濺射深度分布分析是一種破壞性分析方法。離子的濺射過程非常復(fù)雜,不僅會改變樣品表面的成分和形貌,有時還會引起元素化學(xué)價態(tài)的變化。濺射產(chǎn)生的表面粗糙也會大大降低深度剖析的深度分辨率。濺射時間越長,表面粗糙度越大,解決方法是旋轉(zhuǎn)樣品,以增加離子束的均勻性。
(5)微區(qū)分析也是俄歇電子能譜分析的一個重要功能,可以分為選點分析,線掃描分析和面掃描分析三個方面。
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。
3. 俄歇電子能譜分析(AES)注意事項
(1)樣品最大規(guī)格尺寸為1×1×0.5cm,當(dāng)樣品尺寸過大需切割取樣。
(2)取樣的時候避免手和取樣工具接觸到需要測試的位置,取下樣品后使用真空包裝或其他能隔離外界環(huán)境的包裝, 避免外來污染影響分析結(jié)果。
(3)由于AES測試深度太淺,無法對樣品噴金后再測試,所以絕緣的樣品不能測試,只能測試導(dǎo)電性較好的樣品。
(4)AES元素分析范圍Li-U,只能測試無機物質(zhì),不能測試有機物物質(zhì),檢出限0.1%。
4、俄歇電子能譜分析的特點
(1)分析層薄,0~3nm。AES的采樣深度為1~2nm,比XPS(對無機物約2nm,對高聚物≤10nm)還要淺,更適合于表面元素定性和定量分析。
(2)分析元素廣,除H和He外的所有元素,對輕元素敏感。
(3)分析區(qū)域小,≤50nm區(qū)域內(nèi)成分變化的分析。由于電子束束斑非常小,AES具有很高的空間分辨率,可以進行掃描和在微區(qū)上進行元素的選點分析、線掃描分析和面分布分析。
(4)可獲得元素化學(xué)態(tài)的信息。
(5)具有元素深度分布分析的能力,需配合離子束剝離技術(shù)。
(6)定量分析精度還不夠高。
俄歇電子能譜現(xiàn)已發(fā)展成為表面元素定性、半定量分析、元素深度分布分析和微區(qū)分析的重要手段。在材料研究領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。