Методы анализа поверхности Апраксин Р В 1 курс

Методы анализа поверхности Апраксин Р. В. 1 курс магистратуры 2015

Поверхность – граница раздела двух фаз (слой некоторой толщины) Толщина? В зависимости от области исследования от нм до мкм 2

Зачем? 1) Оптические свойства 2) Химические свойства: 2. 1. Адсорбция 2. 2. Гетерогенный катализ 3) Коррозия 4) Трение и др. Направленная модификация поверхности 3

Общая схема методов Рис. 1. Возможности возбуждения и излучения поверхности твердых тел 4

Информационная глубина • Рис. 2. Информационные глубины разных методов анализа поверхности 5

Информационная глубина Рис. 3. Демонстрация значения информационной глубины при анализе поверхности 6

Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ; SEM) Рис. 4. Блок-схема сканирующего электронного микроскопа 7

Взаимодействие электронов с поверхностью • Вторичные электроны: • 1) Высокая разрешающая способность • 2) Чувствительность к рельефу поверхности • Отраженные электроны: • 1) Низкая разрешающая способность • 2) Чувствительность к химическому составу поверхности и слабая чувствительность к рельефу поверхности 8

Детектирование 9

Контраст 10

Контраст • A B Рис. 8. Демонстрация композиционного (А) и топографического (В) контраста в методе детектирования отраженных электронов (BSE) 11

Контраст Рис. 9. Топографический контраст в методе детектирование вторичных электронов 12

Примеры Рис. 10. Кристаллы In 2 O 3 13

Примеры Рис. 11. Кристаллы Ti. O 2 14

Примеры Рис. 12. Поли-3, 4 -этилендиокситиофен (PEDOT) 15

Примеры Рис. 13. Наночастицы Au 16

Рентгеновский микроанализ с дисперсией по энергии (EDX) • Рис. 14. Взаимодействие между первичными электронами в атомной оболочке 17

Рентгеновский микроанализ с дисперсией по энергии (EDX) Рис. 15. Схематический вид типичного EDX спектра 18

Детектирование Рис. 16. Схема EDX детектора 19

Локальный анализ Рис. 17. EDX спектр фрагмента 20

Локальный анализ • Рис. 18. Анализ композита PEDOT/Ni. O 21

Распределение элементов Рис. 19. Распределение элементов в композите PEDOT/Ni. O 22

Оже-электронная спектроскопия 23

Оже-эффект • Рис. 20. Схематическое представление Оже-процесса Eож=EK-ELIII 24

Вероятность Оже-процесса Рис. 21. Зависимость выхода оже-электронов и рентгеновских квантов от атомного номера 25

Оборудование 26

Электронный спектр • Рис. 23. Электронный спектр 27

Электронный спектр 28

Примеры • Рис. 25. Оже-электронный спектр листа алюминия 29

Примеры • Рис. 26. Оже-электронный спектр поверхности молибдена 30

Получение профиля концентраций Ионное травление • Рис. 27. Принцип Оже-анализа с профилем глубины 31

Получение профиля концентраций Примеры • Рис. 28. Оже-электронный профиль глубины алюминиевого листа 32

Получение профиля концентраций Примеры • Рис. 29. Оже-электронный профиль пленки Ni(толщина 100 нм), осажденной на подложку In. P: cразу после напыления (А) и после отжига при 2500 С в течение 30 минут (Б). 33

34 Сп ас иб о ни ма н за в ие !