XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy)

Auch ESCA genannt – Diese Methode setzt einen fokussierten Röntgenstrahl ein, um Photoelektronen aus der Oberfläche der Probe auszulösen, deren Energie wird gemessen und ist charakteristisch für jedes Element. Durch hohe Energieauflösung des Spektrometers kann sogar noch der Bindungszustand (z.B. oxidisch, nitridisch, etc.) gemessen werden. Die Methode liefert Ergebnisse aus einer Oberflächenschicht von ca. 10nm Tiefe. Ein Vorteil der Methode ist, dass sie sehr gut quantifizierbar ist, also nicht nur sagen kann was da ist, sondern auch wieviel. Die Besonderheit unserer XPS Anlage ist, dass sie die Analyse ortsaufgelöst durchführen kann, in Bereichen die bis zu 10 Mikrometer klein sein können.

TOF-SIMS (Time-Of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry)

Diese Methode setzt Ionenstrahlen ein, um Sekundär-Ionen aus der Probenoberfläche herauszulösen. Diese werden durch ein Massenspektrometer analysiert und durch genaue Bestimmung der Masse identifiziert. Es werden Atome und Moleküle gleichzeitig detektiert und so können die auf der Oberfläche vorhandenen Substanzen identifiziert werden. Der Vorteil der Methode ist neben der Identifizierung auch die sehr hohe Empfindlichkeit. Es können sogar atomare Monolagen auf Oberflächen nachgewiesen werden. Gleichzeitig liefert die Methode Verteilungsbilder der detektierten Spezies, mit einer Ortsauflösung die unterhalb eines Mikrometers liegt.

AES (Auger-Elektronen Spektrometer)

Benannt nach dem französischen Phyisker Pierre Auger, ist dies die Methode mit der höchsten Ortsauflösung (ca. 10nm). Ähnlich wie bei einem Rasterelektronenmikroskop (REM), wird die Probe mit einem Elektronenstrahl bestrahlt. Die ausgelösten Elektronen werden auf ihre Energie hin analysiert, die wiederum charakteristisch für das jeweilige Element ist. Im Gegensatz zur EDX-Analyse eines REM, liefert AES die sehr Oberflächennahe (ca. 5nm) Zusammensetzung der Probe. Die Methode ist gut quantifizierbar und kann daher auch Konzentrationen liefern.

Alle drei oben beschriebenen Methoden können durch abwechselnden Sputter-Abtrag und Analyse auch Tiefenprofile von Schichtsystemen mit Tiefenauflösung im Nanometerbereich messen.

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