改善AES/XPS深度剖析的一种方法:减小电子平均自由程对深度剖析的影响

AES/XPS结合离子刻蚀得到的深度剖析曲线在薄膜分析中十分有用.但由于AES/XPS信号来自表面3～5个电子平均自由程内所有原子的贡献,因此如果薄膜很薄,那么测到的深度剖析曲线并不能反映实际的浓度随深度的变化.本文通过简单的数学运算,基本消除了由于电子平均自由程对深度剖析曲线的影响,从而得到很好的浓度随深度变化的曲线.     

渐进因子分析法在Ta2O5／Ta样品俄歇深度剖析研究中的应用

首次利用渐进因子分析法研究了Ｔａ２Ｏ５／Ｔａ样品的俄歇深度剖析过程，获得了样品中Ｔａ的三种不同化学态Ｔａ、Ｔａ２Ｏ５和ＴａＯｘ，并发现Ｔａ２Ｏ５薄膜中经Ａｒ＋离子束轰击后产生的亚稳态产物ＴａＯｘ的ｘ值为１．６，含量接近４０％。Ｔａ２Ｏ５薄膜在深度剖析中未分解出游离态的Ｔａ成分。     

BaTiO3/Si界面扩散与控制方法研究

利用激光分子束外延（LMBE）方法在Si（100）基片上直接生长BaTiO3（BTO）铁电薄膜。通过俄歇电子能谱（AES），X光电子能谱（XPS）等分析手段系统研究了在Si基片上直接生长BTO铁电薄膜过程中的界面扩散现象。根据研究得到的BTO／Si界面扩散规律，采用一种新型的“温度梯度调制生长方法”减小、抑制BTO／Si界面互扩散行为，实现了BTO铁电薄膜在Si基片上的选择性择优定向生长，为在Si基片上制备具有原子级平整度的择优单一取向的BTO铁电薄膜奠定了基础。     

渐进因子分析法及其在Au/Ni/Si薄膜俄歇深度剖面研究中的应用

将渐进因子分析法应用于俄歇深度剖面的化学态研究。通过对Au／Ni／Si薄膜样品深度剖析过程的渐进因子分析，最终获得了各元素的化学状态和深度分布，并发现Au／Ni／Si样品中Ni／Si界面在室温下已发生反应，生成富Si的NixSi化合物层。样品经真空退火处理后，Ni／Si界面进一步反应生成Ni2Si合金，而原有的NixSi化合物含量相对减少，并向Si基体侧扩展，同时Ni穿透Au膜在样品表面富集。渐进因子分析的结果与XPS分析相一致。     

氧化锌纳米薄膜材料的制备及AES,XPS研究

利用直流气体放电活化反应蒸发方法制备了ZnO纳米薄膜，运用多种分析手段（AES，XPS，SEM，XRD等）研究了ZnO纳米薄膜的表面形貌、组成、结构以及表面性质，讨论了ZnO纳米薄膜的AES和XPS谱线宽度与粒径之间的关系，解释谱线加宽的基本原因。     

Ti/Al_2O_3界面的光电子能谱研究

用X射线光电子谱（XPS）和俄歇电子能谱（AES）研究了Ti／Al_2O_3界面形成的过程。研究表明，活性金属Ti在室温下能与衬底Al2O3（1102）形成约20nm强结合的界面区。从Al，O，Ti的光电子谱形状变化以及它们随着Ti覆盖度的增加而出现结合能位移表明，在界面处形成的反应层中，最初几个单层的Ti很容易被Al2O3表面的活性氧所氧化，从而使Ti／Al2O3界面逐步由具有更强相互作用的TiOx／Al2O3界面所代替，并形成由多相混合体［Ti-O相，（Ti，Al）2O3相以及金属Al相］所组成的界面区。就是说，Ti通过Al—O键的O2-离子转移其电子给Al3 并使它还原成金属Al，从而形成Ti－O键所致。本文用AES强度剖面分析观察到了这种被还原的Al。     

择优溅射对深度剖析谱和深度分辨率的影响

择优溅射是深度剖析实验中导致所测量元素的成分分布偏离实际的一个重要因素.本文首先在广泛应用于溅射深度剖析定量分析的MRI模型基础上,引入了一个描述择优溅射效应的参数,推导出了这个参数对所测量的深度剖面引起改变的一个解析式,并定量地模拟了择优溅射效应在深度剖析中对深度剖面形状和深度分辨率的影响.最后,应用拓展的MRI模型,定量分析了Ar+和N2+溅射Ni/Cr多层膜所得到的AES深度剖析数据,比较了相应的择优溅射比率和深度分辨率.     

微通道板次级电子发射层中各元素随深度的分布

本文应用XPS研究微通道板次级电子发射层中各元素浓度随深度的分布,以及不同烧氢还原温度对此分布的影响,并讨论了不同烧氢还原温度对次级电子发射性能的影响,在此基础上提出了改进微通道板性能的几个途径。     

氧离子束辅助激光淀积生长ZnO/Si薄膜深度剖析

对于在Si(111)上用氧离子束辅助(O -assisted)脉冲激光淀积(PLD)生长的ZnO薄膜,用X射线光电子能谱(XPS)深度剖析方法对长成的样品进行了异位测试,分析了导致各峰峰位能移的因素;通过异位与原位XPS谱图的比较,指出O -assisted PLD法生成的ZnO薄膜中存在孔隙;指出生长出的ZnO薄膜中含si成分的厚度不超过18 nm;同时探讨了在长成的ZnO/Si上继续生长GaN薄膜的可行性.     

Ti／Al多层金属薄膜AES深度剖析的目标因子分析

目标因子分析法（ＴＦＡ）是一种对多元系统进行统计分析的计算数学方法。结合这种方法对Ｔｉ／Ａｌ多层金属薄膜的俄歇电子谱（ＡＥＳ）深度剖析结果进行了仔细的分析，获得了Ｔｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｓｉ各元素的化合状态的深度分布情况，并与Ｘ射线光电子谱（ＸＰＳ）分析结果相一致．     

沉积温度对a-C:F薄膜结构与热稳定性的影响

在不同的沉积温度下，利用CHF3和C2H2为气体源，在微波电子回旋共振等离子体化学气相沉积(ECR-CVD)系统中制备了氟化非晶碳(-C：F)薄膜，为了研究其热稳定性，薄膜在500℃的真空中作了退火处理。测量了退火前后其电学、光学性质的变化，使用FFIR、Raman、XPS方法考察了其结构随沉积温度的变化，分析了性质同结构之间的关联。结果表明，在高的沉积温度下制备的薄膜中的F／C比较低，CF2和CF3键成分较少而以CF键成分为主，其交联程度高，因而具有较好的热稳定性。     

Ti／Al2O3界面反应的俄歇电子能谱研究

用俄歇电子能谱详细研究了Ｔｉ／Ａｌ２Ｏ２的界面反应。通过观察Ｔｉ的Ｌ２３Ｍ２３Ｍ４５，Ｌ２３Ｍ２３Ｍ２３及Ａｌ的ＬＶＶ俄歇发射强度、峰形及位置随深度变化，研究了Ｔｉ－Ｏ，Ａｌ－Ｏ，Ｔｉ－Ａｌ等价键结合状态，同时考察Ａｌ不同化合态俄歇峰的化学位移。选取特征峰，进行Ａｕｇｅｒ深度分析。实验表明室温下Ｔｉ－Ａｌ价键结合状态。原子浓度分布曲线显示界面反应区域随退火温度增加而变宽变高。８６５０     

LPCVD氮化硅薄膜的化学组成

分别采用X光电子能谱(XPS)、俄歇电子能谱(AES)、傅立叶红外光谱(FTIR)以及弹性反冲探测(ERD)等方法,分析了三氯硅烷-氨气-氮气体系低压化学气相沉积(LPCVD)氮化硅(SiNx)薄膜的化学组成,并利用原子力显微镜(AFM)观察了SiNx薄膜的表面形貌.XPS分析结果表明,当原料气中氨气与三氯硅烷的流量之比小于3时获得富Si的SiNx薄膜,当流量之比大于4时获得近化学计量的SiNx薄膜(x=1.33).AES深度分析与XPS分析结果很好地吻合,在835cm-1产生的强红外吸收峰表明Si-N键的形成,ERD分析表明所制备SiNx薄膜中的氢含量很低(1.2at.%).AFM分析结果表明,所沉积的SiNx薄膜均匀、平整,薄膜的均方根粗糙度RMS仅为0.47nm.     

电子能谱研究银——氧化镉触头材料

电子能谱(AES和XPS)研究银—氧化镉触头料料的表面层,得出触头的电弧重燃性与表面含镉量有关。具有异常表面层的触头,由于表面含镉较少而导致在第一次分断时发生恶劣的电弧重燃。XPS发现触头材料表面的镉不是氧化镉化合物,而是以元素状态的镉存在。AES深度剖析表面,异常层触头材料表面贫镉,无异常层触头材料表面富镉。镉的电子束损伤效应可采取一些措施消减其影响。     

Cu-Ni合金海水暴露腐蚀产物AES和XPS深度剖析

考察了两种 Cu-Ni 合金实际海水暴露不同阶段腐蚀产物膜的变化,应用 AES 和 XPS 进行深度剖析。结果表明,保护性腐蚀产物膜薄而均匀,且与基体结合牢固。在该膜外侧发现了 FeOOH,从而证实了 Fe 的氢氧化物在膜的表面偏聚的假设。作者提出该水合氧化铁通过阻止 Ni 的流失促进 Ni 在腐蚀层中富集。非保护性的腐蚀产物膜呈现明显的层状结构,疏松而且粘附性差。前一种膜借助于直接氧化方式形成,后者则是由溶解的物质沉淀和重新沉积途径形成的。     

氮化钛薄膜的高分辨AES谱和XPS谱研究

着重讨论了TiNx薄膜俄歇电子谱的定量分析方法和X射线光电子谱中线形的变化。利用已知组元强度定量分析技术和Ti的LMV俄歇电子峰，探讨TiNx薄膜中N含量的定量方法。由该方法给出的定量结果与X射线光电子谱定量结果相一致。同时，利用X射线光电子谱测定了TiN和Ti2N2p轨道的结合能。并针对Ti2p峰形随N含量的变化，给出新的解释。     

氮化钛薄膜的高分辨AES谱和XPS谱研究

着重讨论了ＴｉＮｘ薄膜俄歇电子谱的定量分析方法和Ｘ射线光电子谱中线形的变化。利用已夼组元强度定量分析技术的ＬＭＶ俄歇电子峰，探讨ＴｉＮｘ薄膜中Ｎ含量的定量方法。由该方法给出的定量结果与Ｘ射线光电子谱定量结果相致，同时，利用Ｘ射线光电子谱测定了ＴｉＮ和Ｔｉ２Ｎ２Ｐ轨道的结合能。并针对Ｔｉ２Ｐ峰形随Ｎ含量的变化，给出新的解释。     

鲍威尔博士来沪讲学座谈

美国国家标准局表面科学研究室主任鲍威尔(C·J·Powell)博士应上海市标准计量局测试技术研究所邀请,于84年5月22日至6月8日来沪作“电子能谱表面分析”讲学座谈。参加者有全国拥有电子能谱仪的25个单位的代表。讲座系统地讲述了AES、XPS、APS、EELS等表面分析技术,芯电子结合能精确测定,AES、XPS定量问题、深度剖析等内容。鲍威尔博士系美国材料测试学会(ASTM)表面分析专业委员会(E-42委员会)主任     

溅射深度剖析的定量分析及其应用

本文对溅射深度剖析定量分析中广泛应用的MRI模型及其应用作了一个综述.MRI模型考虑了在深度剖析实验中,引起真实元素成分深度分布失真的三个主要因素:溅射导致的原子间混合(M),样品表面/界面的粗糙度(R),测量技术的信息深度(Ⅰ).通过考虑在溅射过程中发生的择优溅射效应,这一模型得以进一步完善.利用这一模型,可以定量分析深度剖析实验的深度分辨率,以及定量确定纳米薄膜中的互扩散系数.     

Al／Al2O3多层膜的表面分析与电性能的研究

用热蒸发沉积和自然氧化及加热法制备纳米量级的Al/Al2O3薄膜和多层膜。本用X射线光电子能谱（XPS）和紫外光电子能谱（UPS）对样品进行价带能谱的检测与分析。获得的Al/Al2O3多层膜价带的XPS光电子谱谱形基本相似；通过对Al/Al2O3三层膜在不同极角的UPS谱线的检测，得到其Ei-(Ki∥）关系曲线，此外，测定了低温的I－U特性，发现纳米量级的Al/Al2O3薄膜具有负阻特性。