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#1. X光光電子能譜儀(XPS/ESCA) - iST宜特
XPS 可進行化學態分析(Chemical State Analysis)、縱深分析(Depth Profile),分析材料表面各種元素分布的化學鏈結,且不受樣品導電性限制。
#2. X光光電子能譜儀(XPS) - MA-tek 閎康科技
可由XPS得知薄膜的成分及比例,同時可搭配氬離子蝕刻作縱深分析。 3. 金屬表面氧化程度及氧化層厚度判定:. 可得知金屬之表面比例、 ...
#3. X光光電子能譜儀(XPS) - 國研院台灣半導體研究中心
系統主要分四個部份:(1)X-Ray:提供XPS分析之入射X光源;(2)能量分析器:分析由試片表面射出的光電子能量;(3)離子槍:用來清潔試片表面以及進行縱深成份分析;(4) ...
#4. X射線光電子能譜儀 - 科學Online - 國立臺灣大學
X 射線光電子能譜儀(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS) 又稱為化學分析 ... 離子槍(ion gun) 的XPS 譜儀就可進行縱深分析,測試縱深方向的元素 ...
XPS 是一種典型的表面分析手段,其根本原因在於:儘管X射線可穿透樣品很深,但只有樣品近表面一薄層發射出的光電子可逃逸出來。樣品的探測深度(d)由電子 ...
#6. 41. X 射線光電子能譜儀(X-Ray Photoelectron ... - 臺科大化工系
XPS 窄範圍能譜細部掃瞄. (narrow scan). 試片表面構成元素的鍵結狀態(含chemical shift)之. 定性與定量分析. 3. XPS 縱深分析. 使用離子轟擊量測試片縱深方向的元素 ...
3. XPS 縱深( depth profile )分析 4. XPS元素影像掃描XPS Mapping 5. UPS紫外光光電子掃描 6. Auger表面成份分析 7. Auger depth profiling縱深成份分析
#8. ESCA/XPS - 精密分析與材料研發中心 - 國立臺北科技大學
xps. ESCA 化學分析電子能譜儀. 廠牌:JEOL. 型號:JPS-9030. 技術規格. X-ray source: MgKα, AlKα ... 檢測項目. 1. XPS表面成份定性及定量分析. 2. XPS縱深分析 ...
#9. XPS深度剖析概述
在材料分析表征领域,除了要获得样品表面的成分外,人们还希望了解样品在. 纵深方向上,不同成分是如何分布,以全面掌握样品的各种信息;X-光电子能.
#10. 用C進行XPS分析60 濺射 - EAG Laboratories
XPS分析 用於濺射蝕刻聚合物和其他有機材料,以提供化學表徵和深度剖析.
#11. XPS 超薄薄膜分析 - 台灣儀器科技研究中心
件,因此除了厚度量測外,分析高介電材料與矽晶. 界面化學組成變化亦是極為重要的工作。X 光光電. 子儀(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS) 是一種. 檢測縱深 ...
#12. X射線光電子能譜學- 維基百科,自由的百科全書
XPS 也被稱作ESCA,這是化學分析用電子能譜學(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)的簡稱。 · XPS能夠檢測到所有原子序數大於等於3的元素(即包括鋰及所有比鋰重 ...
#13. 化學分析電子能譜儀(ESCA) - 國立清華大學貴重儀器使用中心
X-ray光源為Scanning X-ray Monochromator (Al Anode ); 能量分析儀採180° ... diameter; ARXPS (角度解析功能); Zalar rotation depth profiling (迴旋式縱深分析).
#14. X射線光電子能譜儀(XPS/ESCA) - airTMD
表面分析(Surface survey):樣品表面之成份分析。 2.表面化學組態分析(Narrow scan):樣品表面之元素化學組態鍵結分析。 3.縱深分析(Depth Profile):樣品表面以Ar ...
#15. X 射線光電子能譜儀操作手冊 - 東華大學
使用模式. 點分析、縱深分析、 Mapping 、 Line Scan 、 Angle Resolved. XPS ... 縱深量測. Nano Core Facilities Laboratory. 本操作流程版權為國立東華大學奈米科技 ...
#16. X射線光電子能譜儀(XPS) - 精密儀器中心- 雲林科技大學
XPS. 中文名稱. X射線光電子能譜儀. 英文名稱 ... 成分縱深分析(depth profiling) 6.紫外光電子能譜(UPS) ... 能量解析度≦ 0.5eV at Ag 3d 5/2 peak
#17. 歐傑電子顯微鏡與X光光電子能譜儀之表面分析特性圖
分析 、成像分析以及縱深分析之共通性,. HE (X-ray Photoelectron Spectroscopy,. 也將分析的差異性作描述,藉此讓有需要. XPS)、二次離子質譜儀(Secondary lon Mass.
#18. C-1 表面分析儀– 2/2 X射線光電子能譜儀& 二次離子質譜儀
由於能量解析度考量,XPS最常用的X射線光源是Mg Kα和Al Kα。光電子的能量範圍和和部分歐傑電子 ... 加裝適當的離子束後,XPS也可以做成分份縱深分析。
#19. XPS | 汎銓科技MSSCORPS
XPS · 1. 絕緣材料分析 · 2. 高效能光譜 · 3. 縱深剖析、多重技術整合 · 4. X-Ray small spot size分析 · 5. SnapMap 光學視圖可提供精確定位分析 · 6. H 含量比例分析 · 7.
#20. 化學分析電子能譜儀ESCA | 國立中興大學材料科學與工程學系
副標題, 化學分析電子能譜儀,又名X射線光電子能譜儀(X-ray Photoelectron Spectroscope, XPS),是設計來進行物質表面定性與定量的化學分析。ESCA的基本功能為全能譜 ...
#21. 閱讀文章- 精華區NTUCH-HW - 批踢踢實業坊
主要有兩種方式:X光電子能譜(XPS,X-ray photoelectron spectroscopy)與歐傑 ... (3)縱深量測(depth profiling):在分析時會一邊製造出表面的凹陷,探討組成隨 ...
#22. 中央大學光電子能譜儀資訊平台_v20210409 - Google Sites
XPS時段,表面元素分析至多6個或XPS縱深分析1個。(一個樣品要打多個點,視為多個樣品計算) ... 【XPS量測需求調查表】下列連結版本為20200716更新。
#23. 表面分析之微區能譜應用技術-技術移轉-產業服務
XPS 化態分析功能(AnalyserΔE<25meV),縱深解析度1nm;AES化態分析功能(Energy resolution ~0.05%),縱深解析度1nm,成份影像解析度12nm ...
#24. Airiti Library華藝線上圖書館_表面化學分析技術
表面分析 ; 化學分析電子能譜儀 ; X射線光電子能譜儀 ; 化學狀態 ; 伴峰 ; 縱深分析 ; Surface Analysis ; ESCA ; XPS ; Chemical State ; Sateline ...
#25. X光光電子暨歐傑電子能譜儀 - 陽明交通大學
(2) 能量分析儀器:180°球面扇狀分析器(SSA) ... 可提供兩種濺蝕模式Monatomic及Cluster,做樣品表面清潔與縱深分析。 ... (3)XPS化學位移(chemical shift). (4) 縱深 ...
#26. 歐傑電子能譜儀
XPS 是利用光電效應 , 當材料表面被X-Ray(電磁波)照射時 , 原子內的電子 ... XPS X光源 - 雙陽極 Mg Kα/ Al Kα ... XPS: 化學態/成分分析 , 縱深分布圖.
#27. XPS AES FIB TEM SEM 表面材料分析
化學分析電子能譜儀(XPS)是一種分析材料表面組織形態及化學結構的儀器,可適用 ... 包括離子濺擊縱深分佈與適用於超薄薄膜之角度解析(angle-resolved)縱深分佈兩種。
#28. 如何利用表面分析工具,抓出半導體製程缺陷 - 科技新報
本篇要告訴大家如何選擇適當表面分析工具,抓出製程缺陷。 ... 於一般磁偏式(Magnetic sector)SIMS 或XPS 作動態(dynamic)縱深的定量分析應用,因 ...
#29. 縱深分析溫度與離子束對高分子縱深分析之影響 - Oouzd
溫度與離子束對高分子縱深分析之影響請用此Handle URI 來引用此文件: ... 材料表面成分分析及樣品結構之元素縱深分析1. ... 4 XPS Depth Profile (縱深成份分析)
#30. 你想知道的XPS的那点事 - 材料牛
XPS 利用X-射线照射样品表面,常用的X-射线源是Al-Kα射线单色源,能量为1486.6eV, ... 氩离子枪的主要功用为样品清洁,深度(纵深)分析及样品中和等。
#31. X光光電子能譜儀(XPS) | 蘋果健康咬一口
xps 厚度- 可由XPS得知薄膜的成分及比例,同時可搭配氬離子蝕刻作縱深分析。...可得知金屬之表面比例、氧化程度,表面氧化層厚度可透過非破壞性的分析(適用於膜厚 ...
#32. XPS - 國立中正大學貴重儀器中心
XPS. 高解析電子能譜儀(XPS) 【 High resolution X-ray Photoelectron ... XPS單元素能譜圖XPS High resolution scan ... Sputter (清潔表面及縱深分析)
#33. 研發處- X射線光電子能譜儀 - 元智大學Yuan Ze University
英文名稱, X-ray Photoelectron Spectrometer, XPS/ESCA ... l 縱深分析(Depth Profile):樣品表面以 Ar 離子濺蝕,分析不同深度的元素成分及比例之 ...
#34. 中央貴儀儀器調價表 202105 儀器名稱 項目名稱 英文名稱 單位 ...
光電子能譜儀XPS, XPS縱深分析, XPS depth profile, 小時 ... 表面元素分析, Surface elemental analysis, 小時 ... FEI Versa 3D 高解析雙束型聚焦離子束系統 ...
#35. xps 量測
XPS 表面成份定性及定量分析2. XPS化學位移(chemical shift)分析3. XPS 縱深( depth profile )分析4. XPS元素影像掃描XPS Mapping 5. UPS紫外光光電子掃描6.
#36. AES/XPS – ZENH LAB 苏州正衡检测
Auger depth profile (以Ar+离子枪蚀刻样品表面,得到元素纵深分析). Auger mapping (在选定范围内作元素分布影像图). ECSA(XPS光电子能谱) (以X光照射样品表面,观测 ...
#37. 縱深及功函數分析技術就靠X射線光電子能譜儀 | 健康跟著走
藉由控制離子束濺蝕樣品的表面,分析來自不同深度的電子訊號,而得到元素成份的縱深分佈圖。 http://www.ndl.org.tw/images/devices-. 5. XPS Mapping ...
#38. xps分析
XPS 可進行化學態分析(Chemical State Analysis)、縱深分析(Depth Profile),分析材料 ... EDS為半定量分析, XPS定量較準確;若分析目的是要看較表層的元素成份,建議 ...
#39. xps如何分析
图1 展示了XPS 全元素深度分析的图谱。 图1 不同深度的全元素图谱基本原理XPS 本身纵深方向的采样深度在0,5-10nm 之间,为了获得样品表面以下更深的 ...
#40. X 射线光电子能谱在材料表面研究中的应用
置、形状和强度,可以分析元素价态、含量。 角分辨XPS 可以检测超薄样品表面的化学状态,成像XPS 可 ... 关键词: X 射线光电子能谱; 表面分析; 材料研究 ... 纵深分布。
#41. IV 常用表面分析技术简介
材料的纵深分析包括有损和无损的元素浓度或元素的化学状态的纵深分布分析. 材料的表面分析基本内容及相应分析方法. 1 元素的定性定量组成分析XPS AES SIMS ISS XRF ...
#42. 中央 - 儀器或中心查詢
儀器中文名稱, 【EM0000017402】高解析掃描穿透式電子顯微鏡 儀器圖片 ... 儀器英文名稱, Electron Spectroscopy for Chemical Analysis (ESCA, XPS).
#43. esca xps原理 - Ronia
XPS /ESCA原理就是藉由光電效應,當X光照射至樣品內部時,原子內層的電子將被激發 ... XPS可進行化學態分析(Chemical State Analysis)、縱深分析(Depth Profile),分析 ...
#44. 核設施除役石墨廢棄物特性研究The Study of Characterization ...
圖七、石墨表面O 元素之XPS 元素. ... 圖十九、石墨樣品(一)在180 nm 深度下的縱深分析. ... 氮氣之能力也有所不同,我們也應用同步輻射之XPS 測量其表面. 之性質[4]。
#45. FAQ - 誠陽實驗室設備有限公司
單機委託操作:申請者依所需要的分析機台向機台工程師提出單一機台的委託操作申請。 整合分析委託操作:申請 ... Q :AES & XPS分析不同在那裏? ... 縱深分析, V, X, V.
#46. xps怎麼分析
XPS 可進行化學態分析(Chemical State Analysis)、縱深分析(Depth Profile),分析材料表面各種元素分布的化學鏈結,且不受樣品導電性限制。 X ...
#47. 微電子純銅表面氧化層整合分析之研究Electrochemical and ...
XPS 縱深分析 結果顯示,圖5(a) E.P. Cu +. Oxi.1. 的表層無CuO 形成,表層氧原子濃度為. 40.45%,約在深度49.64nm 處 ...
#48. 場發射式歐傑電子顯微鏡(AES)/微區表面化學電子能譜儀 ...
AES/ESCA/XPS一直是研究表面/薄膜材料之重要分析工具,而現代之場發射 ... 以下之影像解析度、低能離子縱深分析、高解析之化態分析、絕緣材質分析⋯ ...
#49. XPS中的全元素深度剖析 - 百度文库
但是,当样品信息未知的情况下,是否可以确定样品中所含元素,纵深方向上的分布信息呢? 对XPS 而言, 完全没有问题, 可以采用全元素深度分析。图1 展示了XPS 全元素 ...
#50. xps原理 - 軟體兄弟
xps 原理,本文介紹XPS 的基本知識,包括原理、儀器裝置、用途、定性分析、定量. 分析和譜圖的簡單介紹等。XPS 是一種典型的表面分析技術,其原因在於,儘.
#51. X... - PDFSLIDE.NET
X 光光電子能譜儀(ESCA/XPS, K-alpha) 已加入閎康分析服務陣容! ... 表面氧化程度及氧化層厚度判定導體或非導體材料表面薄膜縱深分析- PowerPoint PPT Presentation.
#52. 縱橫半導體檢測TOF-SIMS扮演要角- 電子技術設計
除此之外,TOF-SIMS的橫向空間解析度達50nm,縱深分析解析力可達0.1nm,非常適合超淺接面、多層膜結構、微量摻雜及有機無機異物的分析,補足XPS或FT-IR ...
#53. 國立台灣師範大學理學院物理學系碩士論文
另外,感謝提攜我的李沃龍教授;感謝台大貴儀中心XPS 的鄭修偉先生;感. 謝清大貴儀中心SIMS 的王先生;感謝 ... 圖5.9 50nm─Cu57% SIMS 縱深分析(不包含鈷元素) .
#54. 你想知道的XPS的那點事 - GetIt01
XPS 利用X-射線照射樣品表面,常用的X-射線源是Al-Kα射線單色源,能量為1486.6eV, ... 氬離子槍的主要功用為樣品清潔,深度(縱深)分析及樣品中和等。
#55. X 光光电子能谱仪(XPS/ESCA)检测分析 - 电子发烧友论坛
iST宜特检测XPS可进行化学态分析(Chemical State Analysis)、纵深分析(Depth Profile),分析材料表面各种元素分布的化学链结,且不受样品导电性限制。
#56. 當年度經費: 695 千元 - 政府研究資訊系統GRB
因沉積的薄膜約在十個奈米內,故以nano-Auger、XPS、HRTEM 來作奈米級縱深分析與材料晶格分析。金屬摻雜於高介電材料的主要目的為提高溫度穩定性。
#57. XPS表面元素分析检测
XPS 测试原理就是藉由光电效应,当X光照射至样品内部时, ... 多层薄膜纵深分析(Depth Profile) : 藉由Ar 离子溅蚀样品的表面,得到不同深度的元素信号 ...
#58. XPS乾貨:原理、儀器結構和使用方法、實驗和應用例項 - 海納網
在XPS分析中,由於採用的X射線激發源的能量較高,不僅可以激發出原子價軌道中的價電子,還 ... XPS可以透過多種方法實現元素組成在樣品中的縱深分佈。
#59. Gd#Ba#Cu#O !"#$ XPS %& - 物理化学学报
用XPS 对不同TC 的Gd-Ba-Cu-O 超导膜做了定量@角分布@成象和离子刻蚀纵深分析. 结果. 表明R样品表面都存在Ba 富集和Gd 短缺, 表面原子微观分布不均匀b表面和纵深都存在 ...
#60. 四、⑴表面化學分析常會用到縱深分析(depth profile) - 題庫堂
四、⑴表面化學分析常會用到縱深分析(depth profile),如何進行縱深分析?縱深分析有何副作用?縱深分析所得的結果通常與何種時間有關?舉例說明之。(9 分)
#61. XPS 能 XPS ‡‰ç”¨èˆ‡ç”¨é€” XPS „€™¨œ°é - Cupdf
XPS 功能XPS應用與用途XPS儀器地點* XPS功能元素定性、定量分析:探測物質內部電子 ... 薄膜成份及縱深分析: 可由XPS 得知薄膜的成分及比例,同時可搭配氬離子蝕刻作 ...
#62. 縱深分析
多層薄膜縱深分析(Depth Profile) : 藉由Ar 離子濺蝕樣品的表面,得到不同深度的 ... 5 XPS Mapping (成像分析) 偵測樣品上欲分析區域的元素訊號,得到分析區域表面 ...
#63. XPS 能 XPS... - PDFSLIDE.TIPS
XPS 功能XPS應用與用途XPS儀器地點* XPS功能元素定性、定量分析:探測物質內部電子 ... 薄膜成份及縱深分析: 可由XPS 得知薄膜的成分及比例,同時可搭配氬離子蝕刻作 ...
#64. 表面分析神器丨XPS基本原理、仪器结构和使用方法、实验技术
在XPS分析中,由于采用的X射线激发源的能量较高,不仅可以激发出原子价轨道中的价电子,还 ... XPS可以通过多种方法实现元素组成在样品中的纵深分布。
#65. 宜特检测X光光电子能谱仪XPS/ESCA - 中国清洗设备网
表面化学组态分析(Narrow scan) : 样品表面75A以内的元素化学组态键结分析。 纵深分析(Depth Profile) : 藉由Ar 离子溅蚀样品 ...
#66. 二次離子質譜儀原理與生醫應用研討會
1980年後進入了ULVAC-PHI公司分部,對於XPS, Auger, Time of Fight SIMS and Dynamic SIMS等儀器,擴大表面分析儀器的使用,提高生產性能和產量在 ...
#67. 電漿與薄膜科技中心貴重儀器管理辦法
出申請,收費標準依據本辦法分析設備收費標準表附件二。 ... 提出申請,另需填寫儀器檢測申請表附表二,請依據XPS 樣品檢測收 ... 知結構並告知要縱深分析到什.
#68. 干货丨如何利用X 射线光电子能谱(XPS)表征材料表面信息
XPS 不仅能够给出材料表面的化学组成及含量,而且可以分析出化学价态、化学键等信息。 ... 深度剖析主要是研究元素化学信息在样品中的纵深分布。
#69. 以有機酸氣氛進行銅表面改質之研究Surface modification of Cu ...
XPS 縱深 成份分析顯示,未處理銅試片表面之氧含量在深度2 nm. 深度時仍然超過10 at%,而分別經過電解拋光、檸檬酸或甲酸蒸氣處理後的. 試片大多在深度0.5 nm 時氧含量 ...
#70. Lecture_6_SIMS_- 豆丁网
一般常見的材料分析技術,不外乎想要得知試片的材料成分析此類的代表儀器包括X光 ... AES及XPS 大約在50 IMS及XPS 分析,便可得到材料縱圖2-8AES 及SIMS 縱深分佈分析 ...
#71. xps分析軟體XPS
XPS Depth Profile (縱深成份分析) 藉由控制離子束濺蝕樣品的表面,通過峰面積可計算此元素在不同峰位的化學態的含量比。 點Data――Export to clipboard,成份分析。
#72. X射线光电子能谱仪的相关实验技术原理与深度分析 - 铄思百检测
一、样品的制备和处理XPS能谱仪对分析的样品有特殊的要求,所以待分析样品需要根据情况 ... XPS可以通过多种方法实现元素组成在样品中的纵深分布。
#73. 半導體材料分析技術與應用
質譜儀:Such as SIMS,用質荷比鑑定元素種類. 能譜儀:用電子或X-射線的能量鑑定元素種類. Electron type: Auger, EELS, ESCA(XPS). X-ray type: EDS, XRF ...
#74. XPS 能 XPS... - DOKUMEN.TIPS
XPS 功能XPS應用與用途XPS儀器地點* XPS功能元素定性、定量分析:探測物質內部電子 ... 薄膜成份及縱深分析: 可由XPS 得知薄膜的成分及比例,同時可搭配氬離子蝕刻作 ...
#75. Materials
縱深 方向分析 : SIMS、ICP-MS. ・ 極薄膜之組成分析 : XPS. ・ 基板表面附著有機物分析 : WTD-GC-MS. ・ 基板表面附著離子成分分析: IC、CE、LC.
#76. xps 原理
XPS分析 原理– X射线光电子谱(XPS) X-ray Photoelectron Spectroscopy 引言X 射线 ... 薄膜成份及縱深分析: 可由XPS得知薄膜的成分及比例,同時可搭配氬離子蝕刻作縱深.
#77. PPT - XPS 功能XPS 應用與用途XPS 儀器地點 ... - SlideServe
薄膜成份及縱深分析: 可由XPS 得知薄膜的成分及比例,同時可搭配氬離子蝕刻作縱深分析。 Uploaded on Nov 07, 2014. jana-joseph. Jana Joseph; + Follow.
#78. 化學分析電子光譜儀/Electron Spectroscopy for Chemical ...
ESCA的原理,簡單地說就是光電效應。當其有足夠能量的電磁波(X-Ray)照射在材料表面上,原子內的電子吸收了電磁波的能量,將可自原子內游離出來,稱為光電子。其動能為入射 ...
#79. xps 能 xps... - Documents MX
XPS 功能XPS應用與用途XPS儀器地點* XPS功能元素定性、定量分析:探測物質內部 ... 可由XPS 得知薄膜的成分及比例,同時可搭配氬離子蝕刻作縱深分析。
#80. 科研人员制备出双层硼烯 - 全网搜
非原位的X射线光电子能谱(XPS)实验表明,Cu(111)表面双层硼烯在大气下比 ... 敌军的堑壕防线上打开缺口,然后轻型坦克再出动,利用缺口向纵深突击。
xps縱深分析 在 閱讀文章- 精華區NTUCH-HW - 批踢踢實業坊 的推薦與評價
By B98203058 丁柏傑 2011.3.24
編註:這份筆記,是把講義的某些部份變得完整一點,(就是廢話比較多的意思),請隨
時搭配講義的圖使用,感謝!XD
◎本次考試的重點:
(1)學習如何以電子能譜的方法,分析材料表面的性質。主要有兩種方式:X光電子能譜
(XPS,X-ray photoelectron spectroscopy)與歐傑電子能譜(AES,Auger electron
spectroscopy)。
(2)以次級離子質譜(SIMS,secondary-ion mass spectroscopy)為例,說明其在表面
分析上的應用。
一、表面分析簡介:
表面,就是存在於固體與液體、氣體、或真空之間的界面,通常是薄薄一層的厚度。常常
一個材料被作出來之後,我們關注的是它在表面上的物理、化學性質。這些性質可能會因
材料組成不均勻,而與材料內部的塊材部分(bulk material)有差異,所以如果分析方
法會同時測到表面與塊材的訊號時,塊材的訊號對表面分析來說,反而是種干擾。因此,
發展出針對於材料表面的研究方法是重要的。
*取樣種類:
(1)單點取樣(fixed point):針對單一區塊做組成分析。
(2)來回取樣(raster pattern):二維掃描,可提供表面的分布情形。
(3)縱深量測(depth profiling):在分析時會一邊製造出表面的凹陷,探討組成隨深
度變化的情形。
*分析環境:
進行表面分析時,通常儀器內部的樣品腔會處在高真空環境下(ultrahigh vacuum)。這
麼做有幾個好處:
(1)可避免環境中的氣體吸附在材料表面上,影響分析的程序與結果。(在10-6 torr下
,將表面覆蓋上一層氣體分子僅需1秒,所以更需要高真空。)
(2)在以電子束做為分析源時,高真空可有效防止電子與其他粒子進行碰撞,而影響其
能量。
*表面清潔:
要獲得正確的表面資訊的話,在分析之前對材料表面做點清潔,當然有其必要性。
(1)加熱脫附(baking):將表面吸附的物質,以加熱方式脫附(desorption)。
(2)撞濺(sputtering):以Ar+之類的離子,將表面附的髒東西撞飛(類似MS中FAB的
離子版本)。
(3)機械式刮除(mechanical scraping):以鑽石刀在表面上刻劃。
*分析概念:
在進行表面分析時,一般會將初級束(primary beam)打在材料上,而偵測由材料所反射
出的次級束(secondary beam)。初級束與次級束可能為光子、電子、離子、或中性原子
等,而不同的儀器,便是利用打入不同的初級束,及偵測不同的次級束,來達到表面分析
的目的。一道初級束對材料表面造成的擾動(perturbation),可能會具有多種次級束的
行為(response);各種表面分析方式,只是選擇其中一種或數種response的特性,進行
表面性質的量測。
二、電子能譜(electron spectroscopy):
電子能譜,是測量次級束中的電子訊號隨電子能量的變化。底下介紹兩種電子能譜的分析
方式-XPS與AES。
三、X光電子能譜(XPS,X-ray photoelectron spectroscopy):
XPS,又稱為ESCA(electron spectroscopy for chemical analysis),是利用X光作為
初級束,在材料表面上因光電效應,將原子中的內層電子打出,而XPS儀器就是藉由量測
放出電子的動能,來分析表面的化學特性。
在做XPS時,通常會先對材料表面做一次大範圍的survey scan,以確定表面上有哪些元素
。之後如果要確定某個元素在表面上,是否存在於不同的化學環境時,即可將掃描範圍縮
小至該元素的內層電子束縛能範圍。
*能譜的長相:
以電子計數(counting rate)對電子的束縛能(binding energy,Eb)作圖。束縛能,
是游離電子所需要的能量,是元素的本性之一,不會隨著分析時入射的X光能量而改變。
一顆電子的束縛能,可以從入射X光的能量與它飛出材料表面的動能之差算出。(能量守
恆)
在XPS能譜上,有兩個特點要注意:
(1)背景訊號,隨著橫坐標的束縛能值增加而快速提升。理由是,每個被X光打出來的電
子,都有機會在脫離材料之前,與其他粒子產生非彈性碰撞而損失動能。因此,被誤認為
具有較高束縛能的電子會越來越多。
(2)測XPS時,也會同時測得歐傑電子(Auger electron)的訊號。理由後述。
*儀器設計-初級束源(source):
帶電粒子做加速度運動時,便會產生輻射。如:同步輻射(synchrotron radiation)、X
光管(X-ray tube)等。
(1)X光管:是利用燈絲加熱產生的高能電子,撞擊至特定金屬靶材(metal target)上
,導致電子運動速度改變,進而放出X光。通常這種X光是連續波長分布的,但如果這些高
能電子可以將靶材的內層電子打掉,在內層產生「洞」。此時若靶材原子中的外層電子掉
回內層,就會放出強度極強的X光,稱為X-ray fluorescence。這種X-ray fluorescence
產生的特徵譜線,便被拿來做為X光管光源的放射波長。
(2)改變X光管中的金屬靶材種類,會產生不同X光波長的特徵譜線。
(3)透過其他金屬做為filter,可吸收掉部分靶材所放出的特徵譜線,而只留下單一放
射波長。
*儀器設計-分析器(analyzer)&訊號轉換器(tranducer):
XPS的分析器,可以為磁場式或電場式。作的事情和MS的analyzer很像,都是利用帶電粒
子在電場或磁場中的運動模式,將不同動能的電子做解析。
而訊號轉換器,便是將電子訊號放大。XPS的訊號轉換器,可以用solid-state channel
electron multiplier,為玻璃管所構成,上面摻雜了鉛、釩等金屬。原理類似光電倍增
管。
*分析上的應用:
由XPS的能譜,可以判知各組成元素的化學位移與氧化態。若元素的氧化態越高,電子的
束縛能就越大,而利用這些束縛能在圖譜上的位移,可以回推分子的化學結構。講義上頭
的四個例子為:
(1)C的1s電子XPS能譜。因為F的電負度很大,把C的電子拉的很緊,所以X光就不容易將
接了F的C 1s電子打掉,其束縛能也就比較高。
(2)確認合成分子接在金表面的比率。A圖為粉末狀樣品的S(2p) XPS,B圖則為合成分子
上鍵結於金表面的S(2p) XPS能譜。由程式運算,可以將胖胖的峰值做解析(
deconvolution),得到S(2p)的束縛能。B圖中,S(2p)的束縛能較A圖中來的小,此乃因
為S與Au鍵結時,S會把Au的電子拉住,導致氧化態下降,束縛能也因此下降。
(3)分析合成聚合物的化學組成。將合成出來的高分子,先做一次大範圍能量的survey
scan,確認該有的元素都有出現在高分子中,再進行小範圍、高解析度的XPS掃描,以確
認合成出來的高分子結構,與理論設計的結構相似。同種元素的不同化學位移,可以透過
curve fitting或deconvolution的方式來獲得。
(4)材料表面元素分布的均勻程度。因為X光的平均自由徑較長(註:平均自由徑為,物
質在兩次碰撞之間所走的距離。平均自由徑越小,代表碰撞的頻率會越高。),所以如果
垂直的將X光打入樣品,可能會拿到離表面太深的電子訊號,這是我們不想要的干擾。在
測量上,可以把樣品旋轉一個角度,使得入射角增加,這樣X光就只能打到淺層部分;而
電子也幾乎從淺層飛出。電子的平均自由徑較短,所以必須減小它在材料內產生非彈性碰
撞的機會,以避免背景訊號的干擾增加。(講義p.10)而藉由旋轉樣品角度,將從樣品不
同部分所取得的訊號做比較,如果比率不變,則代表表面組成均勻度較高(homogeneous
);反之,若不同區塊的訊號比率,會隨著樣品旋轉角度而改變,則表面組成的均勻度較
低,也可以由這個比率隨角度上升或下降,來推測各種組成的深淺分布情形。
四、歐傑電子能譜(AES,Auger electron spectroscopy):
首先,用一道初級束(可以為電子束、X光等高能量的初級束)將樣品中原子的內層電子
打飛;此時便會在原子內層產生一個「洞」。AES的現象是指,這個「洞」會被外層電子
「填進來」而放出能量(因為不同層電子的束縛能不同);這個能量,如果可以使得另外
一顆外層電子掙脫束縛能而飛出去,那麼這個飛出去的電子就被稱做歐傑電子(Auger
electron)。AES,是以量測歐傑電子動能,來回推原子中電子能階的分佈。
*能譜的長相:
(1)AES的訊號種類,通常以KLL、LMM等三個字母所組成。第一個字母代表「洞」在哪一
層;第二個字母代表哪一層的電子掉回「洞」;第三個字母代表電子掉回內層所產生的能
量,被哪一層的電子吸收。
(2)由於產生歐傑電子的機率不高(有競爭的機制,如:XRF),所以訊號強度不算強,
不能做為一個好的定量工具;又,電子初級束在打到樣品表面時,會產生反彈,導致偵測
器會測得這些反彈電子的背景訊號。在橫坐標的偵測電子能量逐漸提升,背景訊號也會上
升,就是因為測到反彈電子的數量增加。為了解決這種問題,於是在AES中的縱坐標,會
採取一次微分作圖法,將樣品訊號增強。
*與XPS的比較:
(1)歐傑電子的動能,與入射初級束的能量無關。由於歐傑電子的能量,是單純由外層
電子掉回內層所提供;而XPS中的電子動能,是由入射的X光能量來決定。所以,在初級束
為X光的情況下,如
果要分辨圖譜訊號是來自於XPS電子或是歐傑電子,一個做法是將更換X光管中的金屬靶材
種類,已改變入射X光的波長。若這個訊號在圖譜上的位置不隨靶材種類而改變,則可以
確定這個訊號是來自於歐傑電子。
(2)由於電子-電子交互作用能力,較光子-電子交互作用能力強,所以AES比XPS更適
用於分析低原子序的原子。在高原子序的原子中,電子受到原子核的束縛較小,此時XPS
的X光就能雨電子做較好的交互作用。
(3)在不同的化學環境下,原子中的各層電子能階會受到影響而略有不同,在XPS中便可
分析出這些不同環境下的電子。然而,AES所量測的是不同層電子之間的能階差,所以這
些化學位移有可能在能量相減過程中抵銷掉一部分,使得AES對化學結構與氧化數的差異
,無法像XPS一樣分辨的那麼明顯。但也由於AES的這種性質,使得非分析樣品以外的基質
(matrix),對AES訊號的影響比較小。
(4)由於將電子聚焦,比將光聚焦來得容易許多,所以相較於XPS的X光,AES的初級束可
以確保打在比較小的樣品區塊,作小區塊的分析,而空間的解析度也就會比較高。
(5)由於歐傑電子訊號較XPS電子訊號小,所以比較難提供定量資訊。
*與XRF(X-ray fluorescence,或縮寫作XFS)的比較:
在外層電子掉回內層的「洞」時,放出的能量會有兩種型式。一種就是被另一顆電子吸收
(AES),另一種有可能的情況就是以光的型式放出,而能量近於X光。這個過程被稱為
XRF。
兩者為競爭機制,而發生的相對速率,取決於原子的原子序大小。原子序越大的,XRF速
率較AES快。
*儀器設計-初級束源:
AES的初級束源,是一個可打出高能量電子(3~30 keV)的電子槍(electron gun)。這
些高能電子,主要可以藉由兩種方式產生:
(1)加熱燈絲:如鎢絲可產生直徑50 μm的電子束;LaB6可產生直徑10 μm的電子束。
(2)場發射電子源(field-emission):藉由高電場而產生的電子穿隧效應(
tunneling effect),將高能電子束射出。由於這種方式不需要熱能來促使電子離開固體
表面,所以減少了其分散的寬度,期電子束直徑可小至10 nm,為加熱方式的0.001倍。
*儀器設計-分析器:
AES仍然是分析電子次級束的動能,所以需要有裝置將不同動能的電子運動分開。兩種方
式如下:
(1)CMA(cylindrical mirror analyzer):在初級束源的方向上,擺上兩個同心圓柱
,中間施加不同大小的電場。在電子初級束打到樣品產生歐傑電子時,這些歐傑電子會飛
進CMA裡,而藉由選擇CMA中不同的電場,可以選擇特定動能的電子進行偵測。由於電子槍
與CMA擺放的方向是一致的,所以偵測到的歐傑電子比率會提高,訊號較強。
(2)CHA(concentric hemispherical analyzer):由兩個半圓形的鋼板所組成,設置
在與電子槍不共軸(off-axis)的位置上,在透過在兩鋼板間施加不同電場,達到不同動
能電子分離的效果。CHA附有電子聚焦功能,所以它對於同種動能電子的聚焦能力較CMA好
。可用於XPS、SAM(scanning Auger microscopy)做二維影像偵測。
*分析上的應用;
(1)定性分析:可做表面元素的定性組成分析。通常會在分析器旁加一個離子槍(ion
gun),做表面清潔與深度分析的工作。
(2)表面的縱深量測:藉旋轉樣品、氬氣離子撞濺、或是機械式刮除表面,以獲得表面
組成隨深度
的變化情形。以Cu-Ni合金的陰極氧化保護為例,如果要分析合金表面是否成功被保護,
可一邊以亞氣離子撞濺表面,一邊偵測Cu-Ni的歐傑電子訊號比率隨時間的變化。如果合
金表面成功地被氧化層所保護,那麼一開始的幾分鐘,就不會產生Cu-Ni的歐傑電子;而
隨著撞濺時間增加,表面的氧化曾被剝除後,暴露出來的合金部份越來越多,測得的歐傑
電子訊號就會越接近原本的塊材訊號。
(3)線性掃描:沿著一條直線針對特定元素作AES,可得到表面上的元素組成隨距離的變
化情形。
(4)二維平面影像:由於電子初級束可以聚焦至很小的直徑範圍(~nm),所以可拿來對
平面作二維來回掃描(raster pattern),可得到表面的粗略影像,此方式稱作掃描式歐
傑顯微術(SAM,scanning Auger microscopy)。空間解析度約為100 nm或更小。
五、次級離子質譜(SIMS,secondary-ion mass spectroscopy)
與質譜離子化方法中的FAB作用原理相似,皆是以高能初級束將表面原子撞離材料,而分
析撞出來的離子。只是SIMS中用來撞濺的初級束,由FAB所使用的高能Ar、Xe原子,改成
Ar+、Cs+、Ga+、N2+、O2+等離子。這些離子打進樣品後,會被樣品中原子的電子所中和
。而撞濺出來的次級離子,則使用質譜儀來分析。
*離子源的選擇:
(1)對於電負度大的分析物來說,使用Cs+作為離子源的好處在於,在離子源撞進樣品而
變回Cs原子時,很容易再把自己的電子丟給樣品(因為Cs的電負度很小),藉以增加電子
在樣品中傳遞的速率,提高分析效率。反之,對於電負度小的分析物來說,使用O2+離子
則可很快的搶走分析物中的電子(因為O的電負度很大)。
(2)最近的新技術,是使用較大顆的籠簇離子(cluster ions)做為初級束,如:SF5+
、Au3+、Bi3+、C60+等。由於原先使用的離子太小顆,打到樣品時的深度會比較深,對於
表層的資訊取得比較有限,所以才發展出籠簇離子的離子源。籠簇離子中個別原子的的動
能較原子化離子小,只會打穿一點點的表面深度,因此具有比較高的表面游離效率。
*產生機制-離子碰撞級聯(collision cascade):
(1)初級離子束撞濺深度可達約 10 nm深。
(2)Sigmund的碰撞級聯理論:入射的粒子會在距表面約3 nm深處,啟動一連串的碰撞級
聯,而能量便在這些碰撞中流轉,最後樣品原子在離開表面之前才會因游離或單一分子解
離而帶上電荷。
(3)在次級離子產生之後,可藉由雷射,再增加其離子化的比率。
*種類:
(1)靜態 SIMS(static SIMS):使用低通量的離子初級束,來分析表面一、兩層的元
素組成。
(2)動態 SIMS(dynamic SIMS):此用較高能量的離子束,用來量測元素組成隨深度變
化的情形。
(3)影像 SIMS(imaging SIMS):用來分析表面上的影像分布。
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