Spectroscopie photoélectronique aux rayons X (spectroscopie XPS) ou spectroscopie électronique pour l'analyse chimique (ESCA)

Spectroscopie photoélectronique à rayons X (spectroscopie XPS) est également connu sous le nom de spectroscopie électronique pour l'analyse chimique (ESCA). Spectroscopie photoélectronique par rayons X est utilisé pour déterminer la composition atomique quantitative et la chimie. Il s'agit d'un analyse de surface technique avec un volume d'échantillonnage qui s'étend de la surface à une profondeur d'environ 50-100 Å. La spectroscopie XPS peut également être utilisée pour le profilage de profondeur de pulvérisation. Ceci est utile pour caractériser les couches minces en quantifiant les éléments au niveau de la matrice en fonction de la profondeur.

La spectroscopie XPS est une technique d'analyse élémentaire. Ceci est unique en ce qu'il fournit également des informations sur l'état chimique des éléments détectés. Une bonne utilisation consiste à faire la distinction entre les formes sulfatées et sulfurées du soufre. Le processus fonctionne en irradiant un échantillon avec rayons X monochromatiques. Il en résulte l'émission de photoélectrons dont les énergies sont caractéristiques des éléments à l'intérieur du volume d'échantillonnage.

Graphique SMART

 
 
Carte SMART de spectroscopie XPS

La spectroscopie XPS fait partie de notre Série Smart Chart. La spectroscopie XPS peut détecter et quantifier tous les éléments à l'exception de H et He et fournir des informations sur l'état chimique, ce qui en fait une puissante technique d'analyse d'enquête.

Les rayons X pénètrent dans un échantillon à plusieurs microns de profondeur et expulsent les électrons de l'échantillon. Par conséquent, seuls les électrons des 100 premiers angströms ont suffisamment d'énergie pour atteindre le détecteur XPS.

spectroscopie xps

Tout d'abord, la spectroscopie XPS commence généralement par une étude qui examine l'ensemble de la plage d'énergie avec la sensibilité la plus élevée. Par conséquent, nous pouvons identifier et quantifier les éléments en surface. Deuxièmement, nous utilisons généralement une analyse XPS haute résolution pour déterminer l'état de liaison lorsque nous utilisons des balayages étroits à une résolution d'énergie plus élevée. Cela peut déterminer l'état de liaison chimique à partir de la position et de la forme du pic. Enfin, pour déterminer la composition d'un film mince, l'analyse du profil de profondeur est utile, car elle examine la composition atomique.

EAG utilise la spectroscopie photoélectronique à rayons X dans diverses applications pour aider ses clients dans divers secteurs. Par exemple, avec la R&D, le développement/l'amélioration des processus et analyse d'échec.

Spectroscopie XPS Exemples

Des exemples d'analyse XPS comprennent:

  • Identifier les taches et les décolorations
  • Caractériser les processus de nettoyage
  • Analyser la composition des poudres et des débris
  • Détermination des sources de contaminants
  • Examiner la fonctionnalité du polymère avant et après le traitement pour identifier et quantifier les changements de surface
  • Obtention de profils de profondeur de piles de couches minces (conductrices et non conductrices) pour les constituants de la matrice et les contaminants (jusqu’au niveau inférieur)
  • Évaluer les différences d'épaisseur d'oxyde entre les échantillons
  • Mesurer l'épaisseur de lubrifiant sur les disques durs

Spectroscopie XPS Récapitulatif

Utilisations idéales

  • Premièrement, l'analyse de surface des matériaux organiques et inorganiques, des taches ou des résidus
  • Deuxièmement, déterminer la composition et les informations sur l'état chimique des surfaces
  • Troisièmement, le profilage de profondeur pour la composition de films minces
  • De plus, des mesures d'épaisseur d'oxyde en couche mince (SiO2, Al2O3)

Forces XPS

  • Identification de l'état chimique sur les surfaces
  • Identification de tous les éléments sauf H et He
  • Analyse quantitative, y compris les différences d'état chimique entre les échantillons
  • Applicable à une grande variété de matériaux, y compris les échantillons isolants (y compris le papier, les plastiques et le verre)
  • Profil de profondeur avec des concentrations au niveau de la matrice
  • Mesures d'épaisseur d'oxydes

Limitations XPS

  • Premièrement, les limites de détection généralement ~ 0.1 at%
  • Deuxièmement, la plus petite zone analytique ~ 10 µm
  • De plus, des informations organiques spécifiques limitées
  • Enfin, exemple de compatibilité avec l'environnement UHV

XPS Spectroscopie Spécifications techniques

  • Signal détecté: photoélectrons d'atomes proches de la surface
  • Éléments détectés: informations de liaison chimique Li-U
  • Limites de détection : 0.1 à 1 at% de sous-monocouche
  • Résolution en profondeur : 20 à 200 Å (mode de profilage) ; 10–100 Å (analyse de surface)
  • Imagerie / Cartographie: Oui
  • Résolution latérale / taille de la sonde: 10 µm - 2 mm
Échantillon de chargement pour la spectroscopie XPS

Surtout, les informations de spectroscopie XPS sur la composition chimique d'un échantillon vous permettent de améliorer plus rapidement les produits et les processus, vous permettant de réduire le temps de cycle et d’économiser de l’argent.

De plus, avec EAG, vous avez également accès aux meilleures installations, instruments et scientifiques disponibles pour effectuer des analyses de spectroscopie XPS. Nous manipulons de nombreux matériaux différents provenant de plusieurs industries, ce qui nous donne une très large expérience. Enfin, notre service de personne à personne garantit que vous recevrez des réponses à toutes vos questions.

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