分析篇薄膜的成分分析CompositionAnalysisofThinFilmsQing-YuZhangStateKeyLaboratoryofMaterialsModificationbyLaser,IonandElectronBeamsDalianUniversityofTechnology,Dalian116024,ChinaWebsite://202.118.70.130;Emailto:qyzhang@dlut.edu.cn薄膜成分分析概述成分分析的基本原理利用激发源——如电子束,离子束,光子束,中性粒子束等,有时还加上电场,磁场,热等的辅助,使被测样品发射携带元素成分信息的粒子,实现化学组成,状态等方面的分析.ExcitationsourceSignalDetectorEnergySelectorEventSample薄膜成分分析概述成分分析仪器简介探测粒子eeeeeeeee发射粒子eee分析方法名称俄歇电子能谱扫描俄歇探针电离损失谱能量弥散x射线谱俄歇电子出现电势谱软x射线出现电势谱消隐电势谱电子能量损失谱电子诱导脱附简称AESSAMILSEDXSAEAPSSXAPSDAPSEELSESD成分微区成分成分成分成分成分成分原子及电子态吸附原子态及成分主要用途γeγeeI薄膜成分分析概述成分分析仪器简介探测粒子发射粒子分析方法名称简称主要用途IIIIIIIIInIIe离子探针质量分析静态次级离子质谱次级中性离子质谱离子散射谱卢瑟福背散射谱离子中和谱离子激发x射线谱IMMASSIMSSNMSISSRBSINSIEXS微区成分成分成分成分,结构成分,结构最表层电子态原子及电子态γ薄膜成分分析概述成分分析仪器简介探测粒子发射粒子分析方法名称简称主要用途γγγγγγγγeeex射线光电子谱紫外线光电子谱同步辐射光电子谱红外吸收谱拉曼散射谱扩展x射线吸收谱精细结构角分辨光电子谱光子诱导脱附谱XPSUPSSRPESIRRAMANSEXAFSARPESPSD成分,化合态分子及固体电子态成分,原子及电子态原子态原子态结构原子及电子态结构原子态γγγγI薄膜成分分析概述成分分析仪器简介部分表面分析设备的分析范围薄膜成分分析概述成分分析仪器简介XPS测氢元素灵敏度均匀性最小可检测灵敏度定量分析化学态判断谱峰分辨率识谱难易表面探测深度空间分辨率无损检测理论数据完整性NoGood10-2-10-3GoodGoodGoodGoodMLsBadYesGoodAESNoGood10-2-10-3YesYesGoodGoodMLsGoodYesYesILSNoBad10-9BadYesGoodGoodMLsGoodYesBadISSNoGood10-2-10-3BadBadBadMLBadNoYesRBSNoGood10-2-10-3GoodBadBadML-mBadYesGoodSIMSYesBad10-4-10-5BadBadGoodML-MLsGoodYesBadEjectedcorelevelelectronAugerelectronemissionAuger电子谱Auger过程EVIncidentBeamCorelevelsEVElectronfillscorelevelhole1925年P.Auger已经在Welson云室内观察到Auger电子径迹,并正确地解释了这种电子的来源.直到六十年代中期,随着金属的超高真空系统和高效的微弱信号电子检测系统的发展,才出现了可以用于表面分析的实用Auger电子能谱仪.EjectedcoreelectronEnergysourceTransferofexcessenergyOuterelectronfillscorelevelholeAugerelectronemittedAuger电子谱Auger电子的标记方法4f5/24f5/24d5/24d3/24p3/24p1/24s1/2—N7N6N5N4N3N2N1Auger跃迁的标记以空位,跃迁电子,发射电子所在的能级为基础.如初态空位在K能级,L1能级上的一个电子向下跃迁填充K空位,同时激发L3上的一个电子发射出去便记为KL1L3.3d5/23d3/23p3/23p1/23s1/22p3/22p1/22s1/21s1/2M5M4M3M2M1L3L2L1KAuger电子谱Auger电子能量Auger电子能量半经验公式Auger电子能量半经验公式的修正EWXY(Z)=EW(Z)EX(Z)EY(Z)φAEW(Z),EX(Z),EY(Z)是各壳中电子的结合能,