俄歇电子能谱(Auger electron spectroscopy,简称AES),是一种表面科学和材料科学的分析技术。因此技术主要借由俄歇效应进行分析而命名之。这种效应系产生于受激发的原子的外层电子跳至低能阶所放出的能量被其他外层电子吸收而使后者逃脱离开原子,这一连串事件称为俄歇效应,而逃脱出来的电子称为俄歇电子。
1、AES元素分析范围为Li~U,只能测试无机物质,不能测试有机物物质,检出限为~1-0.1 atomic %;
2、块体/薄膜样品尺寸不超过5 x 5 x 2mm;
3、由于AES测试深度太浅,无法对样品喷金后再测试,因此只能测试导电性较好的样品,绝缘样品无法测试;
4、样品制备好以后,尽可能真空密封送样,避免样品吸附空气中的污染物,对表面测试造成影响;
5、样品在超高真空下必须稳定,无腐蚀性,无磁性,无挥发性等。
案例一:直流磁控溅射法生产的 NbxNy 涂层的化学计量与电导率和霍尔系数之间的相关性(Coatings)
案例二:微观结构对高强度马氏体钢腐蚀行为的影响--文献综述(INT J MIN MET MATER)
1、为什么说俄歇电子能谱分析是一种表面分析方法且空间分辨率高?
(1)大多数元素在50~1000eV能量范围内都有产额较高的俄歇电子,它们的有效激发体积(空间分辨率)取决于入射电子束的束斑直径和俄歇电子的发射深度。
(2)能够保持特征能量(没有能量损失)而逸出表面的俄歇电子,发射深度仅限于表面以下大约2nm以内,约相当于表面几个原子层,且发射(逸出)深度与俄歇电子的能量以及样品材料有关。
(3)在这样浅的表层内逸出俄歇电子时,入射电子束的侧向扩展几乎尚未开始,故其空间分实际分析的俄歇电子能谱是样品中各种元素的俄歇电子能谱的组合。定性分析的方法是将测得的俄歇电子能谱与纯元素的标准谱进行比较,并通过比较峰的位置和形状来确定元素的类型。
2、俄歇电子能谱怎么定性分析?
(1) 俄歇电子能谱定性分析方法适用于除氢、氦以外的所有元素,且每个元素都有多个俄歇峰,因此定性分析的准确度很高。
(2) AES技术适用于所有元素的一次全分析,对未知样品的定性鉴别非常有效。
(3)为了增加谱图的信背比,通常采用俄歇谱的微分谱的负峰来进行定性鉴定。
(5) 由于原子序数相近的元素激发的俄歇电子的动能差别很大,因此相邻元素之间的干扰很小。
3、分辨率直接由入射电子束的直径决定。
4、俄歇电子能谱分析的特点
(1)分析层薄,0~3nm。AES的采样深度为1~2nm,比XPS(对无机物约2nm,对高聚物≤10nm)还要浅,更适合于表面元素定性和定量分析。
(2)分析元素广,除H和He外的所有元素,对轻元素敏感。
(3)分析区域小,≤50nm区域内成分变化的分析。由于电子束斑非常小,AES具有很高的空间分辨率,可以进行扫描和在微区上进行元素的选点分析、线扫描分析和面分布分析。
(4)可获得元素化学态的信息。
(5)具有元素深度分布分析的能力,需配合离子束剥离技术。