Was ist Auger-Elektronenspektroskopie?
Auger Electron Spectroscopy (AES) wird häufig verwendet, um die chemische Zusammensetzung einer dünnen mikroskopischen Schicht einer Oberfläche zu bestimmen. Teilchen, die als Elektronen bezeichnet werden, zielen typischerweise auf das Material und lösen den Auger-Effekt aus, bei dem ein Elektron aus der inneren Hülle eines Atoms entfernt wird, ein Teilchen höherer Ebene seinen Platz einnimmt und ein anderes Elektron emittiert wird. Die Prüfung wird in der Regel im Ultrahochvakuum mit einer Elektronenkanone, einem Analysegerät, einem Detektor und einem Datenrekorder durchgeführt. Die Informationen werden normalerweise grafisch analysiert. Die Art der Peaks hilft normalerweise beim Identifizieren, welche Verbindungen in der Probe vorhanden sind.
Elektronenstrahlen werden oft verwendet, obwohl stattdessen manchmal Röntgenstrahlen freigesetzt werden. Die Art des zu prüfenden Materials bestimmt, welches verwendet wird. Beispielsweise können sich Oxide zersetzen, wenn sie einem hohen Anteil an Elektronen ausgesetzt werden. Substanzen können identifiziert werden, da die Energie eines Auger-Elektrons typischerweise für das Element einzigartig ist. Bei der Auger-Elektronenspektroskopie sind die Partikel, die entweichen, im Allgemeinen nicht so energiereich wie andere. Sie müssen im Allgemeinen sehr nahe an der Oberfläche sein, um entweichen zu können, und Gase, die während der AES vorhanden sind, können verhindern, dass das Partikel den Detektor erreicht.
Eine Elektronenkanone, die in der Auger-Elektronenspektroskopie verwendet wird, besteht normalerweise aus einer Quelle für die Teilchen und einer Linse, die den Strahl fokussiert. Die Linse kann entweder elektrostatisch oder elektromagnetisch sein; welche verwendet wird, hängt von der erforderlichen Auflösung ab. Ein Elektronenenergieanalysator, der Teil einer Auger-Elektronenspektroskopie-Technik ist, kann die emittierten Partikel anhand ihrer Energieniveaus sortieren. Der Analysator kann entweder als zylindrischer Spiegel oder als zwei halbkugelförmige konzentrische Schalen ausgeführt sein.
Ein- oder Mehrkanaldetektoren werden häufig für die Auger-Elektronenspektroskopie eingesetzt. Die Daten werden dann anhand von Peaksätzen in einem Diagramm analysiert. Der Scanvorgang dauert in der Regel einige Minuten, während hochauflösende Messungen bis zu 25 Minuten dauern können. Ein Vermessungsscan identifiziert normalerweise, welche Elemente vorhanden sind, während ein anderer Scan erkennen kann, wie konzentriert bestimmte Atome sind. Wird der Strahl über die Probe geführt, kann eine Karte der gemessenen Oberfläche erstellt werden.
Die Auger-Elektronenspektroskopie wird häufig in vielen physikalischen und chemischen Anwendungen eingesetzt. Neben der Identifizierung von Elementen auf Oberflächen können damit auch Oxidation und Korrosion nachgewiesen werden. Das Temperaturverhalten und die damit verbundene Ermüdung können mit AES analysiert werden. Die Technik kann auch verwendet werden, um integrierte Schaltkreise auf Verunreinigungen zu untersuchen. Eine Einschränkung des Prozesses besteht jedoch darin, dass die Oberfläche des getesteten Materials häufig beschädigt wird.