XPS深度剖析刻蝕

XPS深度剖析測試時(shí)，隨著刻蝕深度增加，因樣品性狀、樣品表面粗糙度、中和等方面的差異，采集XPS數(shù)據(jù)譜圖的峰位通常都會(huì)有一定程度的偏移，如下圖所示

測試譜圖出現(xiàn)較大偏移會(huì)給元素化學(xué)態(tài)分析造成困擾。與此同時(shí)，樣品在深度剖析測試中，表面污染碳會(huì)慢慢被刻蝕掉；隨著刻蝕時(shí)間增加，碳元素信號(hào)逐漸消失，如下圖所示：

由于XPS刻蝕深度剖析是多層數(shù)據(jù)的疊加，當(dāng)測試譜圖出現(xiàn)偏移且不含碳元素時(shí)，該怎么快速準(zhǔn)確的對深度剖析數(shù)據(jù)的校正呢？

在分析深度剖析數(shù)據(jù)時(shí)，上述問題經(jīng)常會(huì)困擾各位小伙伴。如何解決呢？

首先我們要明確一點(diǎn)：在對深度剖析數(shù)據(jù)進(jìn)行荷電校正時(shí)，其實(shí)就是對測試譜圖進(jìn)行整體平移；目的是校正完后，使測試譜圖的峰位相對更準(zhǔn)確，有利于元素不同化學(xué)態(tài)分析。由于是譜圖整體平移處理，不會(huì)影響測試譜圖的峰形。所以，無論譜圖怎么整體平移，是不會(huì)影響樣品中元素及化學(xué)態(tài)含量隨刻蝕深度的變化情況的。

說人話就是，深度剖析測試得到元素及化學(xué)態(tài)含量隨著刻蝕深度變化信息，是不會(huì)隨荷電校正而發(fā)生變化！

下面來分兩種情形來應(yīng)對這個(gè)問題

深度剖析測試，我們目的通常是了解元素及化學(xué)態(tài)含量隨深度變化情況。

情形一：

如果你的需求是：在匯報(bào)或者文章中展示元素及化學(xué)態(tài)含量隨刻蝕時(shí)間變化圖就可以說明樣品情況，不用展示具體的測試譜圖。

那么，這個(gè)時(shí)候不用糾結(jié)校正深度剖析測試數(shù)據(jù)了，可以不用校正測試數(shù)據(jù)。因?yàn)樽V圖校不校正，是不會(huì)影響元素及化學(xué)態(tài)含量變化圖的。所以，不用校正數(shù)據(jù)，直接分析深度數(shù)據(jù)即可。不用將簡單問題搞的那么復(fù)雜，還浪費(fèi)很多時(shí)間。

XPS數(shù)據(jù)校正時(shí)，由于樣品表面基本都會(huì)存在污染碳的原因，通常會(huì)選擇C元素作為內(nèi)標(biāo)來進(jìn)行校正；然而，校正時(shí)并不是一定要用C元素作為內(nèi)標(biāo)來校正，也可以選擇樣品中穩(wěn)定存在的成分（對應(yīng)結(jié)合能固定）來進(jìn)行校正。所以，當(dāng)深度剖析測試時(shí)，樣品中C元素信號(hào)消失，選擇樣品中穩(wěn)定存在的成分作為內(nèi)標(biāo)，即可完成數(shù)據(jù)校正。

比如，樣品在深度剖析過程中，C元素成分逐漸消失，樣品中含有SiO2成分，而且在刻蝕過程中SiO2成分一直存在。那么，此樣品深度剖析數(shù)據(jù)校正就可以選擇SiO2成分作為內(nèi)標(biāo)。通過查資料，得到Si元素SiO2成分化學(xué)態(tài)對應(yīng)結(jié)合能約為103.5ev。具體校正時(shí)，以SiO2化學(xué)態(tài)103.5ev為基準(zhǔn)，即可完成深度剖析數(shù)據(jù)校正。

那么，問題又來了，深度剖析得到的是多層數(shù)據(jù)，我需要對每一層數(shù)據(jù)都進(jìn)行校正嗎？

這個(gè)就要看你的實(shí)際需要了！

下面根據(jù)需求，分兩個(gè)方面來介紹如何校正數(shù)據(jù)

①如果你的需求是：只需在報(bào)告或者文章中展示某幾個(gè)刻蝕時(shí)間的數(shù)據(jù)，其它數(shù)據(jù)不需要展示。

這種情況下，就不用費(fèi)時(shí)間對每一層數(shù)據(jù)進(jìn)行校正了，只校正你需要的數(shù)據(jù)即可。你需要做的是，找老師要未校正的原始數(shù)據(jù)，讓老師把原始數(shù)據(jù)都導(dǎo)出來（通常是Excel數(shù)據(jù)）。拿到數(shù)據(jù)后，挑出你需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正即可。

②如果你的需求是：需要對測試的所有數(shù)據(jù)都進(jìn)行校正

這種情況下，沒得選擇，只能對所有的數(shù)據(jù)都校正了。下面介紹兩個(gè)方法，一個(gè)方法做起來效率低，一個(gè)方法會(huì)效率高。各位小伙伴可根據(jù)自身情況進(jìn)行選擇。

方法一：如果你對一些XPS數(shù)據(jù)分析軟件用的不熟練，不會(huì)用；拿到測試原始數(shù)據(jù)，可以逐層逐層校正深度剖析數(shù)據(jù)。這個(gè)方法效率較低。

具體做法就是：讓老師把樣品測試原始數(shù)據(jù)都導(dǎo)出來，拿到數(shù)據(jù)后，將每層不同元素?cái)?shù)據(jù)作圖，然后逐層逐層校正數(shù)據(jù)即可。

方法二：如果你會(huì)用一些XPS數(shù)據(jù)分析軟件，可通過XPS數(shù)據(jù)分析軟件直接校正數(shù)據(jù)，這個(gè)效率會(huì)高不少。

下面通過一款常用的XPS數(shù)據(jù)分析軟件Avantage來展示如何快速一鍵校正多層深度剖析數(shù)據(jù)。如下視頻所示：

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來源：知乎|研之有術(shù)