2023年俄歇电子能谱学习总结.docx

俄歇电子能谱学习总结 2023年6月4日星期四的材料近代分析方法课上我们在耿老师的指导下准备课下自学俄歇电子能谱相关知识。以下是我从书上以及网络学习并总结的有关俄歇电子能谱的相关知识。此次自学受益匪浅。 俄歇电子能谱（augerelectronspectroscopy，简称aes），是一种利用高能电子束为激发源的外表科学和材料科学的分析技术。因此技术主要借由俄歇效应进行分析而命名之。aes分析区域受激原子发射出具有元素特征的俄歇电子。 简介： 俄歇电子能谱学（augerelectronspectroscopy，简称aes），是一种外表科学和材料科学的分析技术。因此技术主要借由俄歇效应进行分析而命名之。这种效应系产生于受激发的原子的外层电子跳至低能阶所放出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。1953年，俄歇电子能谱逐渐开始被实际应用于鉴定样品外表的化学性质及组成的分析。其特点在俄歇电子来自浅层外表，仅带出外表的资讯，并且其能谱的能量位置固定，容易分析。 根本原理：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。入射电子束和物质作用，可以激发出原子的内层电子。外层电子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。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。 俄歇电子能谱仪： 俄歇能谱仪包括电子光学系统、电子能量分析器、样品安放系统、离子枪、超高真空系统。以下只介绍核心的电子光学系统和电子能量分析器。 1.电子光学系统主要由电子激发源（热阴极电子枪）、电子束聚焦（电磁透镜）和偏转系统（偏转线圈）组成。电子光学系统的主要指标是入射电子束能量，束流强度和束直径三个指标。其中aes分析的最小区域根本上取决于入射电子束的最小束斑直径；探测灵敏度取决于束流强度。这两个指标通常有些矛盾，因为束径变小将使束流显著下降，因此一般需要折中。 2.电子能量分析器是aes的心脏，其作用是收集并分开不同的动能的电子。由于俄歇电子能量极低，必须采用特殊的装置才能到达仪器所需的灵敏度。大量的俄歇谱仪都使用一种叫作筒镜分析器的装置。分析器的主体是两个同心的圆筒。样品和内筒同时接地，在外筒上施加一个负的偏转电压，内筒上开有圆环状的电子入口和出口，激发电子枪放在镜筒分析器的内腔中（也可以放在镜筒分析器外）。由样品上发射的具有一定能量的电子从入口位置进入两圆筒夹层，因外筒加有偏转电压，最后使电子从出口进入检测器。假设连续地改变外筒上的偏转电压，就可在检测器上依次接收到具有不同能量的俄歇电子，从能量分析器输出的电子经电子倍增器、前置放大器后进入脉冲计数器，最后由x-y记录仪或荧光屏显示俄歇谱俄歇电子数目n随电子能量e的分布曲线。假设将筒镜分析器与电子束扫描电路结合起来可以形成扫描俄歇显微镜。电子枪的工作方式与扫描电镜类似，两级透镜把电子束斑缩小到3微米，扫描系统控制使电子束在样品上和显像管荧光屏上产生同步扫描，筒镜分析器探测到的俄歇电子信号经电子倍增器放大后用来对荧光屏光删进行调制，如此便可得到俄歇电子像。 俄歇电子能谱仪特点： 1.分析层薄，能提供固体样品外表0—3nm区域薄层的成分信息。 2.分析元素广，可分析除h和he以外的所有元素，对轻元素敏感。 3.分析区域小，可用于材料中 第4页 共4页