成分和价键分析.pptVIP

2、激发电压在俄歇电子激发过程中，一般采用较高能量的电子束作为激发源。在常规分析时，电子束加速电压一般采用3keV。这样几乎所有元素都可以激发出特征俄歇电子。但在实际分析中，为了减少电子束对样品损伤或降低样品的荷电效应，也可以采取更低的激发能。有些元素，由于特征俄歇电子能量较高，一般可采用较高的激发源能量如5keV。在进行高空间分辨率的微区分析时，为了保证具有足够的空间分辨率，也常用10keV以上的激发能量。元素的灵敏度因子是随激发源的能量而变的，而一般手册能提供的元素灵敏度因子均是在3.0keV,5.0keV和10.0keV的数据。在选择激发源能量时，必须考虑电离截面，电子损伤，能量分辨率以及空间分辨率等因素，视具体情况而定。第63页，共105页，星期日，2025年，2月5日俄歇跃迁几率及荧光几率与原子序数的关系3、发生俄歇跃迁（1）荧光过程的几率为Px，发生俄歇过程的几率为Pa，则（2）E.H.S.Burhop给出Px半经验公式（3）根据上式得的Px、Pa随Z的变化关系(俄歇跃迁几率与X射线荧光几率)第64页，共105页，星期日，2025年，2月5日(4)俄歇电子产额与原子序数的关系由图得出：Z≤14，KLLZ＞14，LMMZ≥42，MNN和MNO平均俄歇电子产额与原子序数的关系第65页，共105页，星期日，2025年，2月5日4、俄歇电子产额(1)俄歇电子在固体材料中传输按指数衰减的规律起始条件z＝0，N=N0λ称为衰减长度。z垂直于固体表面并指向固体外部方向，λ-出射电子在固体中逸出深度。电子线与固体表面法线呈θ，则λcosθ-出射电子在固体中逸出深度。第66页，共105页，星期日，2025年，2月5日（2）λ可通过实验测量，λ取决于固体材料和俄歇电子的能量。纯元素，λ与元素种类近似无关不是纯元素材料，λ与材料有关。第67页，共105页，星期日，2025年，2月5日1、利用俄歇电子能谱法进行分析研究的仪器。包括：分析室、样品台、电子枪、溅射离子枪、电子能量分析器、电子倍增器、信号处理与记录系统等。三、俄歇电子谱仪第68页，共105页，星期日，2025年，2月5日2、工作原理：旋转样品台使样品到位，首先用离子枪对样品表面进行清洗，清除杂质，然后用电子枪轰击，轰击产生的多种电子经过能量分析器的选择后，只有俄歇电子才能被电子倍增器接受，经过电脑计算，最终反应到显示屏中的电子能谱图上。第69页，共105页，星期日，2025年，2月5日（1）电子枪(初级电子探针系统)提供电子源，主要指标：入射电子束能量、束流强度与束直径。电子能量。初级电子束的能量，一般取初始电离能3~4倍，可取固定值3~5kv。电子束流与束斑直径。空间分辨率基本取决于入射电子束的最小束斑直径；探测灵敏度取决于束流强度。这两个指标通常有些矛盾，一般需要折中。采用的有三种电子束源钨丝、六硼化铼灯丝、场发射电子枪。目前最常用六硼化铼灯丝的热电子束源。电子枪又可分为固定式电子枪和扫描式电子枪两种。第70页，共105页，星期日，2025年，2月5日（2）能量分析器及信号检测系统选择信噪比高的能量分析系统。一般采用筒镜分析器，依次接收到具有不同能量俄歇电子，通过信号检测系统，获得俄歇谱-俄歇电子数目N随电子能量E的分布曲线。第71页，共105页，星期日，2025年，2月5日俄歇电子能谱包括：直接谱N(E)-E和微分谱dN(E)／dE-E直接谱N(E)-E即俄歇电子强度[密度(电子数)]N(E)对其能量E的分布[N(E)-E]微分谱：dN(E)/dE-E，是直接谱的微分形式。微分改变了谱峰的形状第72页，共105页，星期日，2025年，2月5日3、样品制备技术4、离子束溅射技术5、样品荷电问题样品表面荷电相当于给表面自由的俄歇电子增加了一定的额外电压,使得测得的俄歇动能比正常的要高。俄歇电子能谱中，由于电子束束流密度很高，样品荷电是非常严重问题。对于普通薄膜样品，一般不用考虑其荷电效应。对于绝缘体样品，可以通过在分析点周围镀金的方法来解决荷电问题。或用带小窗口的Al,Sn,Cu箔等包覆样品。第73页，共105页，星期日，2025年，2月5日6、俄歇电子能谱采样深度（1）与出射的俄歇电子能量及材料性质有关。（2）定义：俄歇电子平均自由程λ的3倍。（3）根据λ可以估计出各种材料的采样深度。（4）一般对于金属0.5～2nm,对于无机物1～3nm,有机物为1～3nm。（5）俄歇电子能谱采样深度比XPS的要浅,更具有表面灵敏性第74页，共10