CによるXPS分析60 スパッタリング

アプリケーションノート

最近まで、以下のような技術を用いた有機分析 X線光電子分光法(XPS) or 飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF-SIMS) 試料の最表面層のみに限定されてきた。 伝統的な不活性ガスイオンスパッタリング(典型的にはアルゴンを使用する)または他の単原子スパッタイオンのプロセスは、通常はもはや認識できなくなるまで有機材料の化学構造を大きく損傷するので、化学状態プロファイリングは不可能であった。

しかしながら最近、化学状態プロファイリングを可能にする新しいイオン銃が導入された。 EAGラボラトリーズはバックミンスターフラーレン(C60ポリマー、および他の有機材料をスパッタエッチングするための、特に「バッキーボール」イオン銃。 Cと60 スパッタリング我々は、全部ではないにしても、スパッタエッチングされた有機物の化学構造の多くを保持することができる。 Cのアプリケーション60 スパッタリングと組み合わせて 表面分析 ツールは次のとおりです。

  • ポリマー中の添加剤移動の研究
  • の特徴 化学組成 深さのあるポリマー
  • 汚染物より下の化学分析を容易にするための表面汚染物のスパッタ除去。
  • 表面改質ポリマーフィルムの深さプロファイル研究(プラズマ、コロナ、化学処理など)。
  • 特性評価 ポリマー多層コーティングの開発と比較

Cの能力の2つの例60 XPS分析と組み合わせたイオン衝撃を以下に示す。 第1の例では、ステンレス鋼上のポリ(乳酸 - コ - グリコール酸)、PLGAの数百nm厚さのフィルムが、スパッタプロセス中の化学状態情報の優れた保持を実証するためにプロファイルされた。

  • 生体吸収性ポリグリコリドPGAとポリラクチドPLA
生体吸収性ポリグリコリドPGAとポリラクチドPLA

図1と2は、受け取ったときと標準ArでスパッタリングしたときのPLGAのサーベイスキャンを比較したものです。+ イオンビーム(図1)とC60+ イオンビーム(図2) The Ar+ PLGAをスパッタするのに使用されるイオンビームは、O信号の急激な損失を引き起こし、それはポリマーからのスペクトルのC1領域の劇的な変化として現れる(図3)。 Arによるスパッタリング+ イオンビームは、試料が本質的によりグラファイト状になるにつれて、COおよびO = CO化学の劇的な減少およびCC信号の増加を示す。 これとは対照的に、図3は、Cの後のC領域も示しています。60+ イオン衝撃は、受け取ったままの表面のそれとほとんど同じです。 図4は、CとOの強度がC全体を通して一定のままであることを示しています60+ PLGAを通して深さプロファイル。

2番目の例は、Cの使い方を示しています。60+ 効率的な高分子表面洗浄ツールとしてのイオンビーム この例では、ポリテトラフルオロエチレン、PTFEのサンプルは指紋で汚染されていた。 図5に示すように、受け取ったままの表面のC1スペクトルは、予想されるCFに加えて、強い炭化水素線とより小さな酸化C成分を有する。2 PTFEと一致するライン。 Ar +イオンビームによる汚染を除去しようとすると炭化水素は除去されますが、 - (CF)を部分的に破壊することによってフルオロカーボンの化学的性質を著しく損ないます。2-CF2)n- 鎖。 対照的に、この表面をCで洗浄する60+ イオンビームによるダメージはほとんどありません。 2種類の炭素(表面炭化水素とPTFE)をプロットした図6の深さプロファイルは、Cによる汚染物質除去の効率を示しています。60+ イオンビームと構造的に重要なCFの保持2 信号。

これらの例は、Cを使用する優れた見込みを示しています。60 従来の単原子スパッタリングを使用して取り組むことは非常に困難であると思われるサンプルを分析するための深さプロファイリングおよび表面洗浄。

図1受け取ったままのAr +スパッタ後のPLGAのスペクトル。

図1 受信時およびAr後のPLGAの調査スペクトル+ スパッタ。

図2受け取ったままの、およびC60 +スパッタ後のPLGAのスペクトル。

図2 PLGAの受信スペクトルおよびC以降のサーベイスペクトル60+ スパッタ。

図3 C1受信したままの、Ar +スパッタ後、およびC60 +スパッタ後のPLGAの高分解能スペクトル。

図3 C1s Ar後に受け取ったPLGAの高分解能スペクトル+ スパッタ、そしてCの後60+ スパッタ。

SST基板上に堆積されたPLGAのCXNUMX +スパッタ深さプロファイル。

図4 C60+ SST基板上に堆積したPLGAのスパッタ深さプロファイル

図5 C1 PTFE表面からの指紋汚れの除去を示す高分解能スペクトル:受け取ったままで - 汚染された後、Ar +スパッタ - 損傷後、およびC60 +スパッタ - 清浄後。

図5 C1s PTFE表面からの指紋汚染の除去を示す高解像度スペクトル:受け取ったまま–汚染、Ar後+ スパッタ–損傷、C後60+ スパッタ–クリーニング済み。

PTFE表面からの指紋汚れの除去を示す図XNUMX CXNUMX +スパッタ深さプロファイル。

図6 C60+ PTFE表面からの指紋汚染の除去を示すスパッタ深さプロファイル。

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