其他顯微分析方法AES、XPS、AFM俄歇電子能譜儀（AES）1.分析原理

（1）電子與樣品作用后激發(fā)出的俄歇電子特點:

1)俄歇電子具有特征能量，適宜作成分分析

2)俄歇電子的激發(fā)體積很小，其空間分辨率和電子束斑直徑大致相當，適宜作微區(qū)化學成分分析

3)俄歇電子的平均自由程很短，一般在0.1～2nm范圍，只能淺表層(約幾個原子層厚度)內的俄歇電子才能逸出樣品表面被探測器接收。適宜作表面化學成分分析

因此，俄歇電子的最大特點就是能進行表面化學成份分析。俄歇電子能譜儀（AES）（2）俄歇躍遷及其幾率

俄歇電子產生的過程：

A殼層電子電離，B殼層電子向A殼層空位躍遷，導致C殼層電子發(fā)射，即俄歇電子。考慮到A電子的電離引起原子庫侖電場的改組，使C殼層能級由EC(Z)變成EC(Z+D)，其特征能量為：

EW—

樣品材料逸出功

D—

修正值俄歇電子能譜儀（AES）例如原子發(fā)射一個KL2L2俄歇電子，其能量為

引起俄歇電子發(fā)射的電子躍遷多種多樣，有K系、L系、M系等。俄歇電子與特征X射線是兩個相互關聯(lián)和競爭的發(fā)射過程，其相對發(fā)射幾率，即熒光產額ωK

和俄歇電子產額αK

滿足（K系為例）

俄歇電子能譜儀（AES）俄歇電子產額a

隨原子序數(shù)的變化見下圖

Z<15時，無論K、L、M系，俄歇發(fā)射占優(yōu)勢，因而對輕元素，用俄歇電子譜分析具有較高靈敏度。俄歇電子能譜儀（AES）

?

通常Z≤14的元素，采用KLL電子

?14<Z<42的元素，采用LMM電子

?Z≥42的元素，采用MNN，MNO電子俄歇電子能譜儀（AES）

2.俄歇電子的能譜檢測

俄歇電子的信噪比（S/N）極低，檢測相當困難，需要特殊的能量分析器和數(shù)據(jù)處理方法。

（1）阻擋場分析器（RFA）

（2）圓筒反射鏡分析器（CMA）

CMA靈敏度較RFA高2-3個數(shù)量級。

俄歇電子能譜儀（AES）目前廣泛采用來檢測Auger電子的是園筒鏡面能量分析器

圓筒反射鏡分析器（CMA）俄歇譜儀的構造和工作原理俄歇電子能譜儀（AES）其主體是兩個同心園筒；樣品和內筒同時接地；在外筒上施一可調負偏壓，內筒開有園環(huán)狀的電子入口和出口。進入兩個園筒夾層中的電子因外筒上的負壓而使其方向逐漸偏轉，最后經出口進入探測器。

若連續(xù)改變外筒上的負電壓，就可以使不同能量的俄歇電子依次檢測出來。從而可記錄到Auger電子計數(shù)NE—能量E（ev）分布曲線。

在園筒鏡面能量分析器中還帶有一個離子濺射裝置，用來進行表面清理和剝層。

譜線分析

Auger電子的峰值的能量范圍50—1500ev間，它和SE，BE等存在范圍不重疊。

俄歇電子的記錄方式有如圖所示幾種。俄歇電子能譜儀（AES）俄歇電子能譜儀（AES）因Auger峰高度較小，當信號較弱時，在NE—E曲線上Auger峰不明顯，如果對NE—E曲線進行微分處理，就可得到dNE/dE-E曲線，此時，原來較低的俄歇電子峰轉化為一對雙重峰，使Auger峰位和計數(shù)清晰可辨。雙重峰極小值處的能量代表Auger電子特征能量

極大值和極小值差代表Auger電子計數(shù)

從俄歇峰的能量可進行元素定性分析，根據(jù)峰高度可進行半定量和定量分析。俄歇電子能譜儀（AES）俄歇電子能譜儀（AES）俄歇電子能譜儀（AES）AugerelementalsurveyofCVDaluminumdepositedonmicrospheres俄歇電子能譜儀（AES）ThedepthdistributionofOandSnX射線光電子能譜儀（XPS）X-rayPhotoemissionSpectrometry(XPS)XPS亦稱為化學分析用電子能譜（ElectronSpectroscopyforChemicalAnalysis—ESCA）X射線光電子能譜儀（XPS）分析原理

建立在Einstein光電子發(fā)射定律基礎之上，即X射線光子激發(fā)樣品原子內殼層電子，產生光電子發(fā)射，稱為X射線光電子，能量范圍100-10KEV。

X射線光電子能譜儀（XPS）主峰或特征峰：表征樣品電子結合能的一系列光電子譜峰

伴峰：能譜圖中的非光電子峰

化學位移：

原子所處化學環(huán)境不同，內殼層電子結合能會發(fā)生變化，導致譜峰位移，因此可以測定價態(tài)。X射線光電子能譜儀（XPS）X射線光電子能譜儀（XPS）原子力顯微鏡（AFM）AFM的原理是類似于指針輪廓儀，但采用STM技術。

如圖所示是樣品表面的勢能U和表面力F隨表面距離的變化。若能測量針尖與樣品表面之間的原子間力，即可知道它們之間距離的關系，從而測定樣品的表面形貌。原子力顯微鏡（AFM）?樣品和針尖B之間的相對距離可由AFM的Pz（控制z向位移的壓電陶瓷）所加電壓和STM的Pz所加的電壓確定；

?表面力的大小和方向由STM的Pz所加的電壓的變化來確定。

因此，就可以求出針尖B的頂端原子感受到樣品表面力隨距離變化的曲線。原子力顯微鏡（AFM）