第十四章表面分析方法概论 概述 X光电子能谱 俄歇电子能谱 扫描隧道显微镜(STM 与原子力显微镜(AFM) 山 2021/2/22 P
2021/2/22 HNU-ZLP 1 第十四章 表面分析方法概论 •概述 •X光电子能谱 •俄歇电子能谱 •扫描隧道显微镜(STM) 与原子力显微镜(AFM)
14.1概述 表面科学的主要发展始于20世纪60年代,它的 两个最主要的条件是: 一超高真空技术的发展 各种表面灵敏的分析技术不断出现 表面分析技术的发展与材料科学的发展密切相 关,它们相互促进: 八十年代,扫描探针显微镜(SPM的出现使(材料) 表面科学的研究发生了一个飞跃; LEED所用的LaB6灯丝,STM中用来防振荡的氟化 橡胶( Viton),AFM所用的探针等都是材料科学发 展的新产物。 2021/2/22 HSLP 2
2021/2/22 HNU-ZLP 2 14.1 概述 • 表面科学的主要发展始于20世纪60年代，它的 两个最主要的条件是： – 超高真空技术的发展 – 各种表面灵敏的分析技术不断出现 • 表面分析技术的发展与材料科学的发展密切相 关，它们相互促进： – 八十年代，扫描探针显微镜（SPM)的出现使（材料） 表面科学的研究发生了一个飞跃； – LEED所用的LaB6灯丝，STM中用来防振荡的氟化 橡胶（Viton)，AFM所用的探针等都是材料科学发 展的新产物
“表面”的概念 过去,人们认为固体的表面和体内是完 全相同的,以为研究它的整体性质就可 以知道它的表面性质,但是,许多实验 证明这种看法是错误的; 关于“表面”的概念也有一个发展过程, 过去将1厚度看成“表面”,而现在已把 1个或几个原子层厚度称为“表面”,更 厚一点则称为“表层”。 2021/2/22 HSLP
2021/2/22 HNU-ZLP 3 “表面”的概念 • 过去，人们认为固体的表面和体内是完 全相同的，以为研究它的整体性质就可 以知道它的表面性质，但是，许多实验 证明这种看法是错误的； • 关于“表面”的概念也有一个发展过程， 过去将1厚度看成“表面”，而现在已把 1 个或几个原子层厚度称为“表面”，更 厚一点则称为“表层
表面分析方法的特点 用一束“粒子”或某种手段作为探针来探测样 品表面,探针可以是电子、离子、光子、中性 粒子、电场、磁场、热或声波(机械力),在 探针作用下,从样品表面发射或散射粒子或波, 它们可以是电子、离子、光子、中性粒子、电 场、磁场、热或声波。检测这些发射粒子的能 量、动量、荷质比、束流强度等特征,或波的 频率、方向、强度、偏振等情况,就可获得有 关表面的信息。 2021/2/22 4
2021/2/22 HNU-ZLP 4 表面分析方法的特点 • 用一束“粒子”或某种手段作为探针来探测样 品表面，探针可以是电子、离子、光子、中性 粒子、电场、磁场、热或声波（机械力），在 探针作用下，从样品表面发射或散射粒子或波， 它们可以是电子、离子、光子、中性粒子、电 场、磁场、热或声波。检测这些发射粒子的能 量、动量、荷质比、束流强度等特征，或波的 频率、方向、强度、偏振等情况，就可获得有 关表面的信息
探测发射 分析方法名称简称 主要用途 粒子粒子 e|低能电子衍射 LEED 结构 e反射式高能电子衍射RHED结构 e俄歇电子能谱 AES 成份 e扫描俄歇探针 SAM 微区成份 e|电离损失谱 ILS 成份 能量弥散X射线谱 EDXS 成份 e e俄歇电子出现电势谱 AEAPS成份 Y软射线出现电势谱 SXAPS成份 e消隐电势谱 DAPS成份 e电子能量损失谱 EELS原子有电子态 I电子诱导脱附 ESD 吸收原子态及成份 e透射电子显微镜 TEM 形貌 e扫描电子显微镜 SEM 形貌 2122扫描透射电子显微镜STEM形貌 5
2021/2/22 HNU-ZLP 5 探测 粒子 发射 粒子 分析方法名称 简称 主要用途 e e 低能电子衍射 LEED 结构 e 反射式高能电子衍射 RHEED 结构 e 俄歇电子能谱 AES 成份 e 扫描俄歇探针 SAM 微区成份 e 电离损失谱 ILS 成份 能量弥散X射线谱 EDXS 成份 e 俄歇电子出现电势谱 AEAPS 成份 软X射线出现电势谱 SXAPS 成份 e 消隐电势谱 DAPS 成份 e 电子能量损失谱 EELS 原子有电子态 I 电子诱导脱附 ESD 吸收原子态及成份 e 透射电子显微镜 TEM 形貌 e 扫描电子显微镜 SEM 形貌 e 扫描透射电子显微镜 STEM 形貌