Методы анализа структур твердых тел

Эмиссия и абсорбция элементарных частичек. Данные методы основаны на анализе элементарных частичек после бомбардировки образцов—мишеней. Существует два типа эмиссии: спектроскопия фотоэлектронов, излучаемых после бомбардировки лучами X:XPS (спектроскопия электронов лучей X), именуемая также ESCA (спектроскопия электронов для химического анализа), и спектрометрия массы вторичных ионов: SIMS (спектроскопия массы вторичных электронов)

XPS Метод основан на фотоэлектрическом эффекте, называемым эффектом Айнштейна. Суть метода заключается в поглощении Х-лучей, вызывающих вырыв и последующее переизлучение фотоэлектронов. Данный метод является очень мощным инструментом для изучения сложных подложек. Свободный проход электронов до повторного поглощения материалом позволяет проверять поверхностные слои толщиной менее 5 нм, площадью 10 мм2. Данный метод также позволяет выполнять качественный анализ всех элементов, кроме водорода, и количественно оценить измерение потока излучаемых электронов, позволяет идентифицировать и определять количество функциональных групп в поверхностных слоях.

Бомбардировка поверхности ионами вызывает эмиссию вторичных ионов, которые определяют методом массовой спектрометрии. Высокочувствительная техника позволяет исследовать поверхностные слои толщиной порядка 1 нм площадью не более нескольких нм2. Недостатком данного метода является эрозия поверхности, что создает трудности в оценке результатов. Статические SIMS (SSIMS) методы используют уменьшенные потоки ионов, что позволяет в меньшей степени повреждать исследуемую поверхность.

Оптическая спектроскопия. Долгое время предметом исследований были тонкие пленки полимерных материалов. В последнее время инфракрасная спектроскопия IR и RAMAN продвинулась вперед, и появились возможности:

  • проводить статистическую обработку данных непосредственно сразу же после их получения;
  • прямого анализа образцов методом отражения с использованием «полного затухшего отражения» (ATR-FTIR);
  • исследования шероховатых поверхностей;
  • использовать методы определения величины адсорбции (IR-RAS);
  • использовать лазерные пучки (Raman с «общим фокусом»).

Данные методы используются на реальных образцах и не требуют специальной подготовки их поверхностей. Позволяют получать информацию о качестве и количестве расположенных в поверхностном слое функциональных групп. Недостатком данного метода является очень незначительная площадь исследования (порядка 1кмк).

Заключение. При использовании микроскопических методов исследования для анализа свойств поверхностей подложек следует знать их предельные возможности и ограничения. К ним относятся:

  • ограниченная длина проникновения используемого метода. В тех случаях, если требуется провести анализ более или менее толстых слоев (от нескольких мм до мкм), то данные методы позволяют получать только приближенное изображение поверхности;
  • ограниченная площадь исследования. В тех случаях, когда исследования проводят в вакууме, полученные результаты достаточно сложно сопоставить с реальными условиями.

Планируя любые испытания, всегда следует помнить, что даже самый опытный исследователь бессилен перед неадекватным образцом или неточными результатами экспериментальных исследований.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:

Страницы: 1 2

Copyright © 2023 Современные технологии обработки древесины. All Rights Reserved.
При использовании материалов сайта гиперссылка на www.technologywood.ru обязательна.