4.1表面与界面解答.ppt

Schl. of Optoelectronic Inform. “光电探测与传感集成技术”教育部国防重点实验室 State Key Lab. of ETFID “电子薄膜与集成器件”国家重点实验室. ?概念与定义?表面科学与表面分析技术?表面分析技术的特点?表面分析方法简介?表面分析谱仪?电子能量分析器(电子能谱仪) ?检测器表面与界面 Schl. of Optoelectronic Inform. “光电探测与传感集成技术”教育部国防重点实验室 State Key Lab. of ETFID “电子薄膜与集成器件”国家重点实验室. 一、表面科学与表面分析技术?表面科学是研究表面和界面的微观、宏观过程的科学; ?表面科学涉及物理学、化学、生物学、材料科学等,是许多学科的边缘学科; ?表面分析技术是表面科学的实验基础,是表面科学的一个重要分支; ?表面科学对表面过程的研究是借助于表面分析技术才得以实现的; ?电子科学与技术与表面科学与表面分析技术密切关联:大规模集成电路、电子材料与器件、集成光学、薄膜,等。 Schl. of Optoelectronic Inform. “光电探测与传感集成技术”教育部国防重点实验室 State Key Lab. of ETFID “电子薄膜与集成器件”国家重点实验室. 1、表面和表面特征表面科学研究的对象通常是固体表面,是固体靠近气体的一个或几个原子层,厚度为几埃至几十埃。表面科学也研究固-固界面,将界面问题转换为表面问题研究。 2、表面与体内的差异(1)组分差异偏析、吸附(2)结构差异重构、驰豫、台阶表面(3)表面原子的电子结构差异 Schl. of Optoelectronic Inform. “光电探测与传感集成技术”教育部国防重点实验室 State Key Lab. of ETFID “电子薄膜与集成器件”国家重点实验室. 二、表面分析技术的特点希望从实验中获取的信息: ?表面成分: 元素种类、元素含量、平面和深度分布?表面元素化学状态: 元素的价态、化学键类型、电荷分布状态、表面化学反应历程?表面物理结构: 排列方式、晶体缺陷、表面原子的蠕动、迁移和平衡时的表面形貌、吸附原子的位置分布 1、检测信息的表面性表面分析与薄膜分析、体分析不同! 图 10-5-2 此处表面是指固体与气体(或真空)接触的一个至几个原子层。 Schl. of Optoelectronic Inform. “光电探测与传感集成技术”教育部国防重点实验室 State Key Lab. of ETFID “电子薄膜与集成器件”国家重点实验室. 2、表面信息的高灵敏性检测信息深度越浅越好 3、分析范围的微区性除深度外,横向检测区域也可小到微米或亚微米级 4、检测信息的三维性采用离子刻蚀,实现逐层溅射、逐层分析,可进行成分随深度变化的分析 Schl. of Optoelectronic Inform. “光电探测与传感集成技术”教育部国防重点实验室 State Key Lab. of ETFID “电子薄膜与集成器件”国家重点实验室. 三、表面分析方法简介利用微观粒子与表面相互作用获取表面信息! 入射粒子: 电子、离子、光子、中性粒子、电场、磁场、热、声波。被检测粒子种类: 电子、离子、光子、声波被检测粒子信息: 能量、动量、质荷比等的分布; 束流强度或波的频率、方向、强度、偏振态。图 10-6-2 100 多种表面分析方法! Schl. of Optoelectronic Inform. “光电探测与传感集成技术”教育部国防重点实验室 State Key Lab. of ETFID “电子薄膜与集成器件”国家重点实验室. 1、以电子为探针的表面分析技术饿歇电子谱( AES ): A uger E lectron S pectroscopy 表面微区成分分析出现电势谱( APS ): A ppearance- P otential S pectroscopy 成分检测,灵敏度比 AES 差,但装置简单、价廉、线谱简单电离损失谱( ILS ): I o