基于实验室仪器的标准X射线源是MgKα或AlKα,分别提供1254.6eV和1486.6 ev的光子。
这里演示了单色Ag LαX射线源的使用,它使用与Al Kα相同的石英晶体的二级衍射;可以轻松地将其放置在最新的光谱仪上。
aglα的光子能量为2984.2ev;大约是alkα(1486.6ev)的两倍。这种更大的能量不仅会激发某些元素的额外的、更高的结合能、核心线(表1),而且还会选择更深层的分析,因为衰减长度会随着光电子能量的增加而减少2..
例如,在动能(KE)1201 eV时,使用Al KαX射线的C 1s的非弹性平均自由程(IMFP)为3.14 nm,结合能为285 eV,但对于Ag Lα,这在KE 2699 eV时提高到5.89 eV3..
表1。核心线结合能在Ag LαX射线范围内,但不是Al Kα(*至少为doublet的一半)的元素4.
核心线 |
元素 |
1s |
Al-Si-P-S-Cl |
2s |
As-Mo |
2p |
Br-Ru |
3秒 |
Pr-Re |
3p* |
Sm-Tl |
三维* |
Tm-Rn |
下面提供的示例显示了来自单晶MoS的数据2.样品在图1中,使用Ag Lα(黑色)单色X射线源和Al KαX射线源(红色)显示“引入时”的光谱,光谱标准化为Mo 3d峰值强度。很明显,较高的Mo 2p和S 1s峰是用较高的光子能量激发的。
图1。从“介绍”MOS的调查光谱2.使用Al Kα(红色)和Ag Lα(黑色)X射线的单晶样品。插图显示扩展的低BE范围,两个光谱标准化为Mo 3d峰值强度。
在“引入”样品中的表征后,使用Ar气体聚类离子源进行蚀刻表面,并使用AR1000+在10千电子伏束能量下,试图减少与单原子氩溅射相关的表面损伤+离子。下面的示意图说明了气体簇与完美表面的相互作用,其中由冲击引起的损坏是局部的。另外,该图示出了用AlKα(红色)和AgLαX射线(蓝色)激发电子激发的电子的Mo 3D光电子突出深度。
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由于MO 3D光电子的更大动能使用AgLα激发,样品深度几乎是AlKα激发光谱的两倍。图2中所示的MO 3D光谱均在20秒蚀刻循环之后从相同的样品获得。注意,每个MO 3D自旋轨道分裂部件表现出与样品化学有关的双重。这些信封的曲线配合如图3所示。
图2。Arn+离子团碰撞示意图,以及使用两个X射线源的表面和相对采样深度。光谱显示了用alkα(红色)和aglα(黑色)X射线记录的mo3d/s2区域。
Mo 3d包络已被拟合为两种化学状态,相当于未受干扰的Mo2.莫3d的地方5/2峰值出现在229.2 eV的结合能处,减少的金属样峰值出现在228.1 eV的结合能处。
对于Al Kα激发光谱,Mo(IV)与Mo(0)的比值为0.43,而Ag Lα激发光谱的比值为1.25。比率的差异可通过增加Ag Lα的采样深度来解释,因此使用更高的激发能量源对额外的未扰动次表面进行采样。值得注意的是,与Mo 3d相比,两种X射线源的S 2s横截面有很大不同。
图3。溅射MoS的Mo 3d/S 2s包络曲线拟合2.使用alkα和aglα激发源。
参考文献和进一步阅读
- K耶茨和右西,冲浪。接口分析,1983年,第4、5页
- MP Seah&Wa Dench,Surf。界面肛门。,1979,1,2
- www.nist.gov
- X射线数据手册LBNL/PUB-490版本,2001年1月2日