AES, EDX, SIMS, XPS
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AES steht für Auger Electron Spectroscopy und ist ein sehr oberflächensensitives Analyseverfahren. Die Anregung erfolgt mittels Elektronenstrahl. Zur Analyse werden die emittierten Auger Elektronen detektiert.
 

Kennzeichen der AES sind:

  • Eine hohe laterale Auflösung aufgrund eines geringen Strahldurchmessers von etwa
    10 nm     des anregenden Elektronenstrahls → Erstellung von Bildausschnitten der chemischen Zusammensetzung der Oberfläche mittels Scanning Auger Microscopy (SAM)

  • Auger Elektronen werden aus sehr oberflächennahen Bereichen emittiert. Die Tiefe aus der die Informationen erhalten werden liegt bei etwa 2,5 – 10 nm. Deshalb eignet sich AES besonders zur Untersuchung von dünnen Oberflächenfilmen

  • Die auflösbare atomare Konzentration liegt bei etwa 0,5 – 1 At%

  • Durch Ionenbeschuss mit inerten Ionen (z.B. Argon) können Oberflächenschichten abgetragen und somit Tiefenprofile von bis zu etwa 500 nm erstellt werden

Es können meist nur Elemente (ab Lithium aufwärts) und nur sehr selten deren chemische Bindungen erkannt werden.


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EDX steht für Energy Dispersive X-Ray Analysis und ist ein häufig verwendetes Verfahren zur Untersuchung der Zusammensetzung von dickeren Proben (nicht oberflächensensitiv). Die Anregung erfolgt mittels Elektronenstrahl. Zur Analyse werden emittierte Röntgenstrahlen detektiert.
 

Kennzeichen der EDX sind:

  • Beschränkte laterale Auflösung aufgrund eines Elektronenstrahls von etwa 1 – 10 µm (Abhängig von der Anregungsspannung)

  • Die Informationstiefe liegt bei etwa 1 – 3 µm (ebenfalls Abhängig von der Anregungsspannung), weshalb keine dünnen Oberflächenschichten untersucht werden können

  • Die auflösbare atomare Konzentration liegt bei etwa 0,5 – 1 At%

  • Es können nur Elemente und keine chemischen Bindungen erkannt werden


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SIMS steht für Secondary Ion Mass Spectroscopy und ist ein sehr oberflächensensitives Analyseverfahren. Die Methoden werden noch in TOF-SIMS (Time Of Flight) und D-SIMS (Dynamic) untergliedert. Mit TOF-SIMS können Elemente bis in den ppm-Bereich und mit D-SIMS sogar bis in den ppb-Bereich nachgewiesen werden (steht uns aber nicht zur Verfügung). Zur Analyse wird die Oberfläche mittels Ionen (Ga, Cs, O2, In) beschossen und die dabei herausgelösten Ionen detektiert. D.h. es findet eine chemische Veränderung der Oberfläche statt.
  

Kennzeichen der TOF-SIMS sind:

  • Gute laterale Auflösung aufgrund eines Strahldurchmessers von etwa 100 nm

  • Die obersten herausgelösten Ionen geben Informationen über eine Tiefe von 1,5 nm

  • Die auflösbare atomare Konzentration liegt im ppm-Bereich

  • Es können vor allem Elemente (einschl. Wasserstoff) erkannt werden. Weiterhin besteht auch die Möglichkeit durch die Vermessung von Standards Informationen über chemische Bindungen zu erhalten

  • Ebenfalls können Tiefenprofile von ca. 3 – 4 µm erstellt werden.


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XPS steht für X-Ray Photoelectron Spectroscopy (teilweise auch als ESCA = Electron Spectroscopy für Chemical Analyses bezeichnet) und ist ein oberflächensensitives Analyseverfahren. Die Anregung erfolgt mittels Röntgen- bzw. Photonenstrahl. Zur Analyse werden emittierte Elektronen detektiert.
 

Kennzeichen der XPS sind:

  • Eine beschränkte laterale Auflösung aufgrund eines Strahldurchmessers von etwa
    bis zu 10 µm     des anregenden Röntgen- bzw. Photonenstrahls

  • Die emittierten Elektronen stammen aus einer Tiefe von etwa 5 – 10 nm

  • Die auflösbare atomare Konzentration liegt bei etwa 0,5 – 1 At%

  • Durch Ionenbeschuss mit inerten Ionen (z.B. Argon) können Oberflächenschichten abgetragen und somit Tiefenprofile von bis zu etwa 500 nm erstellt werden

  • Es können sowohl Elemente (ab Lithium aufwärts) erkannt als auch Informationen über deren chemische Bindungen erhalten werden

 

 
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Oberflächenanalyseverfahren