Презентация Проведение количественного анализа в Оже-спектроскопии методом внешних эталонов и методом коэффициентов элементной чувствитель онлайн

Содержание слайда: Лекция 27 Слайд 1 Темы лекции Проведение количественного анализа в Оже-спектроскопии методом внешних эталонов и методом коэффициентов элементной чувствительности. Растровая Оже-электронная спектроскопия.

Содержание слайда: Лекция 27 Слайд 2 Качественный анализ дает информацию о том, какие элементы входят в состав образца. Количественный анализ применяется для определения концентрации присутствующих на поверхности элементов Качественный анализ. По измеренным значениям энергий Оже-электронов необходимо определить, каким именно химическим элементам соответствуют зарегистрированные максимумы спектра. Для этого используются справочники с таблицами энергий Оже-переходов и атласы эталонных Оже-спектров.

Содержание слайда: Лекция 27 Слайд 3 Количественный анализ. Для проведения количественного анализа методом ОЭС необходимо установить связь между током Оже-электронов данного элемента и его концентрацией в приповерхностной области. Пусть в состав образца входит элемент, измеренная энергия Оже-пика которого соответствует Оже-переходу . Данный элемент, находящийся в слое толщиной dx, расположенном на глубине x, дает следующий вклад в величину Оже-пика (в предположении 100% эффективность измерительной системы) dIA = Ie(x)[1 + r(x)]и(x)n(x)WAe-x/cos(A/4)dx

Содержание слайда: Лекция 27 Слайд 4 где Ie(x) – ток электронов пучка, которые на глубине x имеют энергию больше энергии связи  оболочки/подоболочки данного элемента ( ); r(x) – коэффициент, учитывающий отраженные электроны, проходящие слой dx с энергией большей (не путать с коэффициентом отражения); и(x) – сечение ударной электронной ионизации для электронов, находящихся на глубине x; n(x) – атомная концентрация искомого элемента на глубине x; WA – вероятность, что в результате ионизации  оболочки/подоболочки произойдет именно Оже-переход;  – глубина выхода Оже-электронов; A – телесный угол сбора электронов электростатическим энергоанализатором.

Содержание слайда: Лекция 27 Слайд 5 Полный ток, отвечающий данному Оже-пику Так как  ~ 10 Å, то основной вклад в интеграл дает экспонента, поэтому формально верхний предел можно заменить на бесконечность и вынести за знак интеграла все сомножители кроме экспоненты. Поэтому основное уравнение количественного анализа где I0 – ток пучка электронов; n – концентрация искомого элемента на поверхности образца, r – коэффициент, учитывающий отраженные электроны, пересекающие поверхность с энергией больше

Содержание слайда: Лекция 27 Слайд 6 Непосредственное определение n в соответствие с данным выражением сопряжено со значительными трудностями, связанными, в первую очередь, с неопределенностью значения r, поэтому на практике пользуются следующими приближенными методами, в конечном счете, связанными с использованием эталонных образцов. Метод внешних эталонов Метод коэффициентов элементной чувствительности

Содержание слайда: Лекция 27 Слайд 7 Метод внешних эталонов В этом методе амплитуда Оже-пика от интересующего элемента в исследуемом образце сравнивается с амплитудой Оже-пика от моноэлементного образца, имеющего атомную концентрацию . В эталонном образце ток IA для того же перехода Если оба измерения проведены в одинаковых условиях, то Откуда где последняя дробь – т.н. матричный фактор.

Содержание слайда: Лекция 27 Слайд 8 В случае если известно, что исследуемый образец близок по стехиометрии эталонному полиатомному образцу, содержащему те же элементы, что и исследуемый образец, тогда можно считать, что матричные факторы обеих образцов практически совпадают и где nэ – концентрация искомого элемента в эталонном образце. Проведя подобные измерения по всем элементам, содержащимся в исследуемом образце, мы решим задачу количественного анализа.

Содержание слайда: Лекция 27 Слайд 9 Метод коэффициентов элементной чувствительности Метод коэффициентов элементной чувствительности основан на допущении, что интенсивность оже-сигнала Ii элемента i просто пропорциональна его концентрации на поверхности ni. Это соответствует замене всех сомножителей в уравнении (26.3), кроме ni и величин А и , заданных геометрией измерения и вместе с эффективностью измерительной системы, определяющих чувствительность спектрометра k, константой Si, поэтому . Коэффициент Si определяет чувствительность метода к данному элементу и поэтому называется коэффициентом элементной чувствительности.

Содержание слайда: Лекция 27 Слайд 10 Коэффициенты элементной чувствительности приведены в атласах эталонных Оже-спектров. Все спектры, приводимые в атласе, сняты в идентичных условиях и каждый спектр нормирован на амплитуду Оже-пика перехода MVV в серебре с энергией EА = 354 эВ, т.е. коэффициент элементной чувствительности серебра принят за 1. Проведя калибровку по серебру, т.е. определить чувствительность используемого Оже-спектрометра относительно чувствительности, приведенной в атласе, в рамках данного метода можно считать, что атомная концентрация i-элемента, в исследуемом образце (содержащим всего N элементов)

Содержание слайда: Лекция 27 Слайд 11 Растровая Оже-электронная спектроскопия Оже-электронная спектроскопия дает нам информацию об элементном составе участка поверхности тела, размеры которого в первом приближении определяются размерами самого электронного зонда (пучка первичных электронов). Перемещая электронный зонд по поверхности, можно получить данные о распределении элементов на ней в разных точках. В Оже-спектрометрах первого поколения диаметр первичного электронного пучка составлял десятые доли миллиметра. Поэтому и пространственное разрешение было того же порядка. В настоящее время диаметр пучка в Оже-спектрометрах может быть доведен до сотен Å. Это дало возможность создать растровый Оже-спектрометр.

Содержание слайда: Лекция 27 Слайд 12 Схема действия растрового Оже-спектрометра Первичный электронный пучок сканируется по растру на образце, подобно тому, как это сделано в РЭМ. Энергоанализатор настроег на энергию пропускания, соответствующую энергии Оже-пика одного из элементов, входящих в состав образца. Ток с детектора используется для модуляции яркости на экране электронно-лучевой трубки, подобно тому, как это делается в РЭМ. Развертка первичного электронного пучка в растр синхронизована с разверткой ЭЛТ.