材料分析测试技术AES与XPS分析方法PPT课件.pptx

**材料分析测试技术AES与XPS分析方法** **AES（Auger Electron Spectroscopy）俄歇电子能谱分析** AES是一种基于俄歇效应的表面分析技术，由法国科学家P. Auger于1925年发现。当X射线或其他高能粒子照射样品时，样品中的电子被激发出来，其中一种称为俄歇电子。这些俄歇电子的能量较低，通常在50eV到2000eV之间，信号相对较弱，但它们携带有关于样品表面成分的信息。 **基本原理** 俄歇电子的产生涉及到至少两个能级和三个电子的相互作用。例如，在WXY跃迁过程中，一个位于W能级的电子被激发到更高的能级X，随后一个Y能级的电子被排放出来，以补偿失去电子后的空位，这个排放的电子就是俄歇电子。其动能E(Z)由W、X和Y能级的结合能以及样品材料和分析仪器的功函数决定。 **俄歇电子能量** 不同原子序数的元素会有特定的俄歇电子能量。例如，Z=3到14的元素，主要的俄歇峰来自KLL跃迁；Z=14到40的元素，主要来自LMM跃迁；而Z=40到79的元素，主要来自MMN跃迁。 **俄歇电子强度与分析** 俄歇电子的强度，即俄歇电流，与俄歇微分谱峰的峰高成正比。它与元素的浓度有关，可用于元素的相对定量分析。此外，俄歇电子与荧光X射线的发射概率是互补的，这意味着PA+PX=1，可以通过半经验公式来估算。 **AES仪器结构** AES通常使用圆筒能量分析器来检测和分析俄歇电子的能量分布，以识别元素并进行成分分析。 **应用** - **表面成分定性分析**：通过比较AES谱图与已知的标准谱图，可以识别样品表面的元素组成。 - **表面成分半定量分析**：利用俄歇电子强度与元素浓度之间的线性关系，可以估算元素的摩尔百分比含量。这可以通过纯元素标样法、相对灵敏度因子法或内标法实现。 - **深度成分分析**：通过Ar离子溅射去除表面层，然后分析新暴露的表面，可以获取元素在样品深度方向的分布。AES特别适合分析纳米到微米级别的薄膜及其界面。 **XPS（X-ray Photoelectron Spectroscopy）X射线光电子能谱分析** 虽然XPS未在提供的内容中详细介绍，但它是另一种重要的表面分析技术，主要用于元素的定性和定量分析。XPS是通过测量样品被X射线照射后发射的光电子的能量分布来获取信息。与AES相比，XPS具有更高的元素分辨率和化学状态敏感性，但其深度分析能力较弱。 AES和XPS都是材料科学中用于表征和理解材料表面和近表面区域成分的重要工具，它们在半导体制造、材料科学研究和表面改性等领域具有广泛的应用。