《现代分析技术》AES.ppt

四、应用例举 1. 微区分析（电子束径：30nm） * 三种最基本的表面分析方法 名称 俄歇电子能谱 X射线光电子能谱 二次离子质谱 AES XPS SIMS 一次束 电子 X射线 离子 检测粒子 俄歇电子 光电子 二次离子 EABC＝EA-EB-EC Ek＝hν-Eb m/e 特点 定量较好 带有化学位移信息 检测灵敏度高 分辨率高 表面损伤小 ppb 缺点 轻元素不能分析 分辨差 表面损伤 （X射线不易聚焦） 定量困难 共同点：元素种类分析（成分分析、痕量分析）、表面分析 俄歇电子能谱 (Auger Electron Spectroscopy 简称AES) 一、简介 二、基本原理 三、定性及定量分析方法 四、俄歇谱仪介绍 五、主要应用 一般仪器原理示意图 一、简介 当电子束照射到样品表面时，将有带着该样品特征 的Auger电子从样品表面发射。从Auger电子可以得到 如下信息： 发射的Auger电子能量 确定元素种类 Auger电子数量 元素含量 ＋电子束聚焦、偏转和扫描 元素面分布 ＋离子束溅射刻蚀 元素深度分布 AES是一种重要的材料成分分析技术。其最大特点是： Δ 信息来自表面 （3 - 30?） Δ 具有微区分析能力（横向与深度分辨率好） Δ 定量分析较好 二、基础知识 1 . 俄歇效应 (1925年， 法国人 P. Auger) 用某种方法使原子内层电子(如K层)电离出去，内层出现空位。电离原子去激发可采用如下两种形式： Δ 辐射跃迁: 一外层电子填充空位后，发射出特征X射线 (例L3上电子填充K能级上空位，发出X射线Kα1) Δ 无辐射过程(即Auger过程)： 一外层电子填充空位，使 另一个电子脱离原子发射 出去 (例L1上电子填充K能级空位，同时L3上的电子发射出去， 称KL1L3俄歇跃迁)。 特点： Δ 第二个电子在弛豫过程中释放的能量，须大于或 至少等于第三个电子的束缚能。 Δ 终态为二重电离状态。 Δ H和He只有一个K壳层，最多只有2个电子，无法 产 生Auger跃迁。 C-K跃迁 (Coster-Kronig跃迁)： 终态空位之一与初态空位处于同一主壳层内 即 WiWpYq ( p i ) 超C-K跃迁： 两终态都与初态空位处于同一主壳层内 即WiWpWq( p i，qi ) C-K跃迁速度快，△t小，由测不准原理 (△E)(△t) h， Δ E大，带来能量的分散，使谱线展宽。 2. 俄歇电子能量 EABC = EA(Z) - EB(Z) - EC(Z) EA、EB、EC分别为A、B、C能级上电子的结合能，是原子序数为Z的元素的函数，是该种元素原子所特有的，因此EABC也是该种元素特有的。 修正： EABC = EA(Z) - 1/2[EB(Z) + EB(Z+1)] - 1/2[EC(Z) + EC(Z+1)]