《俄歇电子能谱》PPT课件.ppt

俄歇电子能谱(AES)
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俄歇电子能谱法
俄歇电子能谱法是用具有一定能量的电子束(或X射线)激发样品俄歇效应，通过检测俄歇电子的能量和强度，从而获得有关材料表面化学成分和结构的信息的方法。
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俄歇电子能谱(AES)
俄歇电子能谱的基本机理是：入射电子束或X射线使原子内层能级电子电离，外层电子产生无辐射俄歇跃迁，发射俄歇电子，用电子能谱仪在真空中对它们进行探测。
1925年法国的物理学家俄歇（）在用X射线研究光电效应时就已发现俄歇电子，并对现象给予了正确的解释。
，使俄歇电子能谱开始进入实用阶段。
1969年，Palmberg、Bohn和Tracey引进了筒镜能量分析器，提高了灵敏度和分析速度，使俄歇电子能谱被广泛应用。
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俄歇过程和俄歇电子能量
WXY俄歇过程示意图
WXY跃迁产生的俄歇电子的动能可近似地用经验公式估算，即：
俄歇电子
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俄歇过程至少有两个能级和三个电子参与，所以氢原子和氦原子不能产生俄歇电子。(Z3)孤立的锂原子因最外层只有一个电子，也不能产生俄歇电子，但固体中因价电子是共用的，所以金属锂可以发生 KVV 型的俄歇跃迁。
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俄歇电子产额
俄歇电子产额或俄歇跃迁几率决定俄歇谱峰强度，直接关系到元素的定量分析。俄歇电子与荧光X射线是两个互相关联和竞争的发射过程。对同一K层空穴，退激发过程中荧光X射线与俄歇电子的相对发射几率，即荧光产额(K)和俄歇电子产额( )满足
=1－K
俄歇电子产额与原子序数的关系
由图可知，对于K层空穴Z<19，发射俄歇电子的几率在90％以上；随Z的增加，X射线荧光产额增加，而俄歇电子产额下降。
Z<33时，俄歇发射占优势。
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俄歇分析的选择
通常
对于Z≤14的元素，采用KLL俄歇电子分析；
14<Z<42的元素，采用LMM俄歇电子较合适；
Z>42时，以采用MNN和MNO俄歇电子为佳。
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为什么说俄歇电子能谱分析是一种表面分析方法且空间分辨率高？
大多数元素在50~1000eV能量范围内都有产额较高的俄歇电子，它们的有效激发体积（空间分辨率）取决于入射电子束的束斑直径和俄歇电子的发射深度。
能够保持特征能量（没有能量损失）而逸出表面的俄歇电子，发射深度仅限于表面以下大约2nm以内，约相当于表面几个原子层，且发射（逸出）深度与俄歇电子的能量以及样品材料有关。
在这样浅的表层内逸出俄歇电子时，入射X射线或电子束的侧向扩展几乎尚未开始，故其空间分辨率直接由入射电子束的直径决定。
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直接谱与微分谱
直接谱：俄歇电子强度[密度(电子数)]N(E)对其能量E的分布[N(E)－E]。
微分谱：由直接谱微分而来，是dN(E)/dE对E的分布[dN(E)/dE－E]。
俄歇电子能谱示例(Ag的俄歇能谱)
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石墨的俄歇谱
从微分前俄歇谱的N(E)看出，这部分电子能量减小后迭加在俄歇峰的低能侧，把峰的前沿变成一个缓慢变化的斜坡，而峰的高能侧则保持原来的趋势不变。俄歇峰两侧的变化趋势不同，微分后出现正负峰不对称。
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