俄歇电子能谱(AES) 案例介绍

俄歇电子能谱（Auger electron spectroscopy，简称AES），是一种表面科学和材料科学的分析技术。高能电子束可激发原子的外层电子，使其跳至低能阶并放出一定的能量被其他外层电子吸收而使后者逃脱离开原子，这一连串事件称为俄歇效应，而逃脱出来的电子称为俄歇电子。俄歇电子能谱可被应用于鉴定样品表面的化学性质及组成的分析。俄歇电子来自浅层表面，仅带出极表面的讯息，并且其相应元素对应能谱的能量位置固定。

俄歇电子激发过程简图

1.分析固体材料表面纳米深度的元素组成，可以对纳米级形貌进行观察(SAM)和成分表征;

2.分析均匀原材料（粉末颗粒，片材等）的表面组成，表界面特定元素定性半定量测试，材料表面缺陷如污染，腐蚀，掺杂，吸附、杂质解析等;

3.结合离子溅射枪进行深度剖析，表征金属钝化层，掺杂深度，以及纳米级多层膜层结构等。

AES关键参数限值

-分析元素范围：Li ~ U

-元素检出限：1 ~ 0.1 atomic %

-信息深度：4-50 Å

*注：待测样品需良好的导电性！

AES案例介绍一

金属片材表面元素组成分析:

图2为金属片材局部，通过 AES 0~2000eV段的扫描处理后得出制品表面含有O，C, Fe, Cr，Ni, Mo元素，其谱图和原子相对含量百分比如右下图3所示。

所得结果中C元素 24.1%，满足该客户＜30%的预期值。

图2 金属片材局部外观

图3 AES表扫谱图

AES案例介绍二

金属零件表面钝化层剖析:

图4为金属零件局部，通过预设元素和离子溅射枪相对溅射速率，进而采集处理后，得出零件由表及里C, O，Cr，Fe, Ni元素含量不同深度分布变化曲线图，右下图6所示。

所得结果分析可得金属氧化层的相对厚度约4.5nm。

图4 金属零件局部外观

图5 金属零件局部放大SEM观察

图6 金属零件AES深度剖析曲线图

AES案例介绍三

粉末颗粒制品Mapping:

下图7为粉末颗粒SEM放大观察图，通过预设已知元素O、S、Ag, 进行一定时长的采集，处理后得出相关元素面分部图，如右下图8所示。彩图中亮度越高表示该元素含量越高。所得结果能鲜明表现该粉末制品元素分布。

图8 粉末颗粒表面相关元素面分部AES扫描

米格实验室——设备讲解俄歇电子能谱分析

仪器名称 ：Auger electron spectroscopy

用途： 元素的定性和半定量分析（相对精度30%）；元素的深度分布分析（Ar离子束进行样品表面剥离）；元素的化学价态分析；界面分析

特点： 横向分辨率取决于入射束斑大小；俄歇电子来自浅层表面(电子平均自由程决定)，其信息深度为1.0-3.0nm；检测极限可达10-3单原子层（可以有效的用来研究固体表面的化学吸附和化学反应）；并且其能谱的能量位置固定，容易分析；适用于轻元素的分析

被测样品要求 ：导体或半导体材料，表面清洁

基本原理 ：

1.入射电子束和物质作用，可以激发出原子的内层电子形成空穴。外层电子填充空穴向内层跃迁过程中所释放的能量，可能以X光的形式放出，即产生特征X射线，也可能又使核外另一电子激发成为自由电子，这种自由电子就是俄歇电子（如果电子束将某原子K层电子激发为自由电子，L层电子跃迁到K层，释放的能量又将L层的另一个电子激发为俄歇电子，这个俄歇电子就称为KLL俄歇电子。同样，LMM俄歇电子是L层电子被激发，M层电子填充到L层，释放的能量又使另一个M层电子激发所形成的俄歇电子）

2.对于原子序数为Z的原子,俄歇电子的能量可以用下面经验公式计算：

EWXY(Z)=EW(Z)-EX(Z)-EY(Z+ Δ)-Φ

EWXY(Z)：原子序数为Z的原子，W空穴被X电子填充得到的俄歇电子Y的能量

EW(Z)-EX(Z)：X电子填充W空穴时释放的能量

EY(Z+Δ)：Y电子电离所需的能量

3.由于一次电子束能量远高于原子内层轨道的能量，可以激发出多个内层电子，会产生多种俄歇跃迁，因此,在俄歇电子能谱图上会有多组俄歇峰，虽然使定性分析变得复杂，但依靠多个俄歇峰,会使得定性分析准确度很高，可以进行除H，He之外的多元素一次定性分析。同时,还可以利用俄歇电子的强度和样品中原子浓度的线性关系,进行元素的半定量分析

4.对于一个原子来说,激发态原子在释放能量时只能进行一种发射：特征X射线或俄歇电子。原子序数大的元素，特征X射线的发射几率较大，原子序数小的元素，俄歇电子发射几率较大，当原子序数为33时，两种发射几率大致相等。因此，俄歇电子能谱适用于轻元素的分析

5.虽然俄歇电子的动能主要由元素的种类和跃迁轨道决定，但由于原子内外层轨道的屏蔽效应，芯能级轨道和次外层轨道上的电子的结合能在不同的化学环境中是不一样的，这种轨道结合能上的微小差异可以导致俄歇电子能量的变化，称为俄歇化学位移，主要取决于元素所处的化学环境，一般来说，俄歇电子设计三个原子轨道能级，所以其化学位移要比XPS的化学位移大的多，利用俄歇位移可以分析元素的化学价态和存在形式

6.一般元素的化合价越正，俄歇电子的动能越低，化学位移越负；相反，化合价越负，俄歇电子动能越高，化学位移越正；对于相同化学价态的原子，俄歇位移与原子间的电负性差有关，电负性差越大，原子得失的电荷也越大，因此俄歇化学位移也越大

数据处理 ：俄歇谱一般具有两种形式，积分谱和微分谱：1.积分谱可以保证原来的信息量，但背景太高，难以直接处理，可直接获得 2.微分谱具有很高的信背比，容易识别，但会失去部分有用信息以及解释复杂，可通过微分电路或计算机数字微分获得

测试结果例：

延伸： 与XPS相比，俄歇电子能谱虽然存在能量分辨率较低的缺点，但却具有XPS难以达到的微区分析（选点分析）优点；此外，XPS化学位移很小，难以鉴别其化学环境的影响，但他们的俄歇位移却很大，更适合于表征化学环境的作用

更多设备信息请到米格实验室官网进行查阅：www.migelab.com

相关问答

俄歇电子能谱分析俄歇电子能谱分析,用电子束(或X射线)轰击试样表面,使其表面原子内层能级上的电子被击出而形成空穴,较高能级上的电子填补空穴并释...

aes俄歇电子能谱俄歇电子能谱(AES、AugerElectronSpectroscopy)是一种利用高能电子束为激发源的表面分析技术。AES分析区域受激原子发射出具有元素特征的...

你这明显分峰有问题啊,第一张图不该是单峰吧。

[回答]你这句话似乎有点歧义,不知道你到底要问啥,1)扫描电镜上如果加装了EDS能谱探头或者俄歇电子能谱探头,就可以分别分析样品被激发出的特征X射线信号或...

aes(俄歇电子能谱)、xas、一些氧化物还可以通过固态核磁观察到化学环境的细微变化,我告诉方便易行的,tpr,druv-vis。但可能只适用部分样品

具体过程是:将经氧气或氢气刻蚀处理得到的样品在高真空下通过电子轰击加热,除去氧化物。用俄歇电子能谱确定表面的氧化物完全被移除后,将样品加热使温度升高至...

[回答]华能电气效果很好的,最重要的是售后和客服也很认真负责任,这点是之前我合作其他公司给不了我的!!!材料失效有很多表现形式,例如:金属/非金属断口形...

[最佳回答]β衰变β-decay原子核自发耗散其过剩能量使核电荷改变一个单位而质量数不改变的核衰变过程.分为放出一个电子的β-衰变、放出一个正电子的β+...

具体说明如下:SEM是scanningelectronmicroscope的缩写,指扫描电子显微镜是一种常用的材料分析手段。扫描电子显微镜于20世纪60年代问世,用来观察标本的表面...

1.结合能转为俄歇电子动能,所以横坐标的说明应更改为kineticenergy,不能用原来的bindingenergy2.拟合的范围更改为(924-903),可解决两端的峰就不...