∆ιάλεξη 7η

Ύλη έβδοµου µαθήµατος

� Φασµατοσκοπία απορρόφησης ακτίνων – Χ,� Φασµατοσκοπία οπισθοσκέδασης Rutherford,

� Φασµατοσκοπία ηλεκτρονίων Auger,� Φασµατοσκοπία µάζας δευτερογενών ιόντων.

Φασµατοσκοπία απορρόφησηςακτίνων - Χ

Στην τεχνική αυτή µια µονοχρωµατική δέσµη ακτίνων - Χ περνάει µέσα απόένα δείγµα και µετριέται η απορρόφησή της. Αυτό µπορεί ναπραγµατοποιηθεί µε απευθείας µέτρηση των εντάσεων πριν (Ιο) και µετά(Ι), οπότε ισχύει ότι

Απορρόφηση ακτίνων - Χ

Με την µέθοδο αυτή όµως έχουµε προβλήµατα αν Ι << Ιο (δηλαδή µεγάλοπάχος), οπότε πειραµατικά σφάλµατα λόγω θορύβου ενισχύονται από τονλογάριθµο. Για παράδειγµα, αν Ι = Ια + δΙ όπου Ια είναι η αληθινή τιµή καιδΙ ο θόρυβος, το σφάλµα στον συντελεστή απορρόφησης είναι µεγάλο αν τοΙα είναι στα επίπεδα του θορύβου. Έτσι, µε δεδοµένο ότι τα φαινόµενα πουεξετάζουµε είναι σχετικά µικρές διακυµάνσεις στον συντελεστήαπορρόφησης, η µέθοδος µπορεί να έχει σηµαντικά προβλήµατα.

Απορρόφηση ακτίνων - ΧΗ απορρόφηση µιας δέσµης ακτίνων – Χ, ενέργειας Εο εκφράζεται από τονολικό µαζικό συντελεστή εξασθένησης, µ (cm2/g) που συµπεριλαµβάνει όλεςτις πιθανές αλληλεπιδράσεις µεταξύ ακτίνων – Χ και ύλης, δηλαδή τηνφωτοηλεκτρική απορρόφηση, την ελαστική (Rayleigh) και την ανελαστική(Compton) σκέδαση.

Ο συντελεστής, µ εξαρτάται από την ενέργεια της προσπίπτουσας δέσµης(~ Εο

-3) και τον ατοµικό αριθµό του απορροφητή (~ Ζ3-4). Το πάχος τουαπορροφητή, ξ εκφράζεται σε µονάδες επιφανειακής πυκνότητας (g/cm2) καιισούται µε το γινόµενο της πυκνότητας ρ (g/cm3) που έχει µε το πάχος του, χ(cm).

Συντελεστής απορρόφησης

Αν καταγράψουµε τον συντελεστή απορρόφησης, µ σε σχέση µε το µήκοςκύµατος των ακτίνων – Χ που απορροφούνται από ένα υλικό, θα βρούµεµια παράξενη γραφική παράσταση. Μια ήρεµη καµπύλη ακολουθείται απόέντονα «σκαλοπάτια», αυτές οι ασυνέχειες λέγονται όρια ή ακµέςαπορρόφησης και τέτοια έχουµε στα µήκη κύµατος που αντιστοιχούν στηνενέργεια που χρειάζεται για την διέγερση του στοιχείου - στόχου.

Στις περιπτώσεις αυτές η µέτρηση της απορρόφησης είναι πιο έµµεση:

Αντί να ανιχνεύουµε την ακτινοβολία πού περνάει, ανιχνεύουµε τηνακτινοβολία πού δεν περνάει. Αυτό γίνεται αν ανιχνεύσουµε την ακτινοβολίαφθορισµού, δηλαδή την ακτινοβολία πού προέρχεται από ηλεκτρόνιαανώτερων στοιβάδων που «µετακινούνται» για να γεµίσουν το κενό πουάφησε ο ιονισµός από τις ακτίνες - Χ της δέσµης σε εσωτερικές στοιβάδες. Έτσι, αυτή η ακτινοβολία είναι µια απευθείας µέτρηση της απορρόφησης καιείναι σε όλες τις διευθύνσεις (µε αποτέλεσµα να µπορεί να διαχωριστεί απότην αρχική ακτινοβολία).

Τι κάνουµε?

EXAFS και XANES

Σε φάσµα που προκύπτει από την απορρόφηση ακτίνων – Χπαρατηρούνται οι παρακάτω περιοχές

H απορρόφηση ακτίνων – Χ λεπτής υφής (Extended X-ray absorption fine structure),

H απορρόφηση ακτίνων –Χ κοντά στην αιχµή απορρόφησης(X-ray absorption near edge spectroscopy).

Παραδείγµατα

Technetium oxide

Energy

Abs

orpt

ion

EXAFS Αναλύεται µέσω προσαρµογής καµπύλης (πληροφορίες γιατην ατοµική δοµή).XANES Αναλύεται µέσω προσοµοίωσης (ποιοτική ανάλυση τουδείγµατος).

Σπουδαιότητα

� Καθορισµός της οξειδωτικής κατάστασης στοιχείων πουυπάρχουν στο δείγµα σε πολύ χαµηλή συγκέντρωση,

� Καθορισµός της ποσότητας των στοιχείων σε ένα άγνωστοδείγµα µέσω προσοµοιώσεων βασισµένων σε γνωστά φάσµατα.

Φασµατοσκοπίαοπισθοσκέδασης Rutherford

Εισαγωγή

Η RBS δίνει πληροφορίες για την χηµική σύσταση ενόςστερεού, την κατανοµή των στοιχείων συνάρτηση του βάθους

από την επιφάνεια και το πάχος των δειγµάτων.

Θεωρία

όπου θ η γωνία σκέδασης και ο παράγων ΚΜ ονοµάζεται παράγων κινητικής. Για δεδοµένη γωνία σκέδασης θ (που συνήθως είναι 170ο) o παράγων KMεξαρτάται µόνον από την µάζα του στόχου Μ. Εποµένως όταν γνωρίζουµετην µάζα και ενέργεια του προσπίπτοντος ιόντος µπορούµε να υπολογίσουµετην µάζα Μ των ιόντων που σκεδάζονται υπό γωνία θ.

Θεωρούµε ιόν µάζας Μο και ενέργειας Εο που προσπίπτει στην επιφάνειαενός δείγµατος. Εάν υποστεί σκέδαση από ιόν του στόχου µάζας Μ, ηενέργεια του µειώνεται, Ε1. ∆εδοµένου ότι η σκέδαση αυτή είναι ανεξάρτητητης ηλεκτρονικής δοµής ή του χηµικού περιβάλλοντος των ατόµων τουστόχου, η ενέργεια Ε1 δίνεται από τη σχέση

Αποτίµηση των φασµάτων

Για την αποτίµηση των φασµάτων πρέπει να είναι γνωστή και η ενεργόςδιατοµή σκέδασης σ του προσπίπτοντος ιόντος από άτοµα της µήτρας. Η σεξαρτάται από τον ατοµικό αριθµό Ζ, την ενέργεια Ε και την µάζα Μ τωνατόµων που συµµετέχουν στην σκέδαση καθώς από την γωνία θ. Προσεγγιστικά, η ενεργός διατοµή σκέδασης ιόντος (Μο, Ζο) από άτοµο (Μ, Ζ)δίνεται από τη σχέση:

Αρχή λειτουργίας

Στην φασµατοσκοπία RBS µια δέσµη ελαφριώνιόντων (He+) µε υψηλή ενέργεια 2 MeV προσπίπτειστην υπό µελέτη επιφάνεια. Τα ιόντα διεισδύουν σεβάθος της τάξης των χιλιάδων Angstrom έως καιµm χωρίς να προκαλούν σηµαντικό sputtering απότην επιφάνεια. Αντίθετα κατά τη διέλευση τους στηνύλη χάνουν µέρος της ενέργειας τους µέσωηλεκτρονικών διεργέσεων και ιονισµού των ατόµωντου στόχου. Μερικά από τα ιόντα που υφίστανταιελαστική σκέδαση µικρής απόστασης από τους κατάβαρύτερους πυρήνες του στόχου είναι ταοπισθοσκεδαζόµενα κατά Rutherford ιόντα. Τοπλήθος των ιόντων που οπισθοσκεδάζονται κατάRutherford εξαρτάται από την ενεργό διατοµήσκέδασης. Τα οπισθοσκεδαζόµενα ιόντα συλλέγονταιαπό κατάλληλο ανιχνευτή που µετρά τον αριθµό καιτην ενεργεία τους και έχουµε τελικά το φάσµα.

∆υνατότητες ανίχνευσης

Η αποτίµηση των πληροφοριών γίνεται χωρίς την χρήσηβαθµονοµηµένων προτύπων,

Μπορεί να ανιχνεύσει τα στοιχεία και ισότοπα που είναι βαρύτερατου λιθίου,

Έχει υψηλότερη ευαισθησία στα βαριά στοιχεία, ενώ έχει φτωχήδιακριτική ικανότητα σε βάθος κατανοµής τους (depth resolution).

Παραδείγµατα

Πληροφορίες

Οι πληροφορίες που συλλέγουµε από το φάσµα είναι οι εξής1. Η επιφάνεια Α κάτω από κάθε κορυφή αντιστοιχεί στον συνολικό αριθµότων ατόµων του στοιχείου που βρίσκεται εντός του ανιχνευόµενου υλικού.2. Το ύψος Η των κορυφών είναι ευθέως ανάλογο της ατοµικήςσυγκέντρωσης του στοιχείου.3. Το φασµατικό εύρος ∆Ε κάθε κορυφής είναι ευθέως ανάλογο του πάχουςτου υµενίου. Η µετατροπή του άξονα των ενεργειών σε απόσταση είναιεφικτή όταν είναι γνωστή η απώλεια της ενέργειας ανά µονάδα µήκους.

Για την αποτίµηση ενός φάσµατος π.χ. PtSi, δηλαδή τονυπολογισµό του λόγου των συγκεντρώσεων των Pt και Si (CPt/CSi), χρησιµοποιείται η σχέση:

Υπολογισµός λόγου τωνσυγκεντρώσεων

Πλεονεκτήµατα τηςτεχνικής RBS

� Παρέχει depth profiles χωρίς την χρήση sputtering gun,� Έχει ακρίβεια της τάξης του 5 %,� Υψηλή επαναληψιµότητα των αποτελεσµάτων,� Είναι µη-καταστροφική για όλα τα υλικά εκτός τωνπολυµερών και των βιολογικών υλικών,� Υπάρχουν εκτενείς βάσεις δεδοµένων.

Μειονεκτήµατα τηςτεχνικής RBS

� Έχει φτωχή ακρίβεια σε βάθος κατανοµής (0.200Å),� Συλλέγει πληροφορίες από µεγάλη περιοχή του δείγµατος,� ∆ίνει πληροφορίες µόνον για τα στοιχεία που υπάρχουν στοδείγµα και όχι για τους υπάρχοντες δεσµούς,� Η ευαισθησία της µεθόδου εξαρτάται από το ατοµικό βάροςτων στοιχείων,� Απαιτεί µεγάλη επένδυση και δεν είναι διαθέσιµη εµπορικά.

Φασµατοσκοπίαηλεκτρονίων Auger

Εισαγωγή

Η φασµατοσκοπία AES χρησιµοποιείται για την ποσοτική,χηµική ανάλυση της επιφάνειας των στερεών καθώς και

για τον έλεγχο της καθαρότητας της επιφάνειας.

Ιστορία

Η AES αναπτύχθηκε στα τέλη της δεκαετίας του 1960, ότανέγινε ευρέως διαθέσιµη η τεχνολογία UHV που είναι

απαραίτητη για τη µελέτη των επιφανειών και στηρίζεται στοφαινόµενο που παρατήρησε τη δεκαετία 1920 ο Γάλλος

Φυσικός Pierre Auger.

Θεωρία

Το φαινόµενο Auger συνίσταται στην µη - ακτινοβολούσα αποδιέργεση ενόςιονισµένου ατόµου. Στη περίπτωση αυτή, το προσπίπτον ηλεκτρόνιοδιεγείρει ένα ηλεκτρόνιο από εσωτερική στοιβάδα ηλεκτρονίων (Ε1), ενώ ηοπή που µένει στον φλοιό γεµίζει ταχύτατα µε ένα ηλεκτρόνιο πουµεταπίπτει από στοιβάδα που βρίσκεται σε υψηλότερη στάθµη ενέργειας Ε3. Η διαφορά της ενέργειας εκπέµπεται είτε µε µορφή ενός φωτονίου ακτίνων –Χ (που χρησιµοποιούνται στην φασµατοσκοπία φθορισµού ακτίνων – Χ) ήµεταφέρεται σε ένα άλλο ηλεκτρόνιο µε αρχική ενέργεια Ε2 που εκπέµπεταιαπό το άτοµο µε ενέργεια ΕΑ, η οποία δίδεται από τη σχέση

ΕΑ = Ε1 – Ε2 – Ε3

Αρχή λειτουργίας της AES

Τα συστήµατα για φασµατοσκοπία Auger λειτουργούν κάτω από συνθήκεςυπερ-υψηλού κενού (UHV) (P ≤ 10-10 Torr) που εγγυάται υψηλό βαθµόκαθαρότητας του συστήµατος µέτρησης. Η εστιασµένη δέσµη τωνηλεκτρονίων µε ενέργεια ≈ 2 keV υφίσταται σάρωση στο σηµείο πουαναλύεται και τα εκπεµπόµενα ηλεκτρόνια Auger συλλέγονται και αναλύονταιαπό έναν σφαιρικό ή ηµισφαιρικό αναλυτή.

Augerspectra

Electron source

Αναλυτής

Ο αναλυτής αποτελείται από οµόκεντρους µεταλλικούς κυλίνδρους (ήηµισφαίρια) που βρίσκονται σε διαφορετικά δυναµικά. Η ενέργεια διέλευσηςτων ηλεκτρονίων Ε είναι ανάλογη του δυναµικού στον εξωτερικό κύλινδροενώ το βήµα ∆Ε καθορίζει τη διακριτική ικανότητα (∆Ε/Ε) που συνήθωςείναι της τάξης 0,2 έως 0,5 %. Τα ηλεκτρόνια µε ενέργεια διαφορετική τηςΕ δεν εξέρχονται από τον αναλυτή ενώ η καταγραφή ολόκληρου τουφάσµατος επιτυγχάνεται µε σάρωση του δυναµικού στον αναλυτή. Το φάσµατων ηλεκτρονίων που συλλέγονται Ν(Ε) περιλαµβάνει εκτός τωνηλεκτρονίων Auger (που εµφανίζονται σαν µικρές κορυφές στο υπόβαθρο) δευτερογενή ηλεκτρόνια µε χαµηλές ενέργειες καθώς και ελαστικώςσκεδαζόµενα ηλεκτρόνια µε υψηλή ενέργεια.

Η πιθανότητα να συµβεί αποδιέργεση του ατόµου µε εκποµπήηλεκτρονίου Auger είναι µεγαλύτερη στα άτοµα µικρού ατοµικούαριθµού (Ζ < 15). Αντίθετα, η αποδιέργεση µε εκποµπή φωτονίουακτίνων – Χ συµβαίνει στα άτοµα µεγάλου Ζ. Όταν το εκπεµπόµενοηλεκτρόνιο ή φωτόνιο έχει ενέργεια µικρότερη των 2 keV, κυριαρχεί τοφαινόµενο Auger και περισσότερα από το 95 % των ιονισµένων ατόµωναποδιεγείρονται µε εκποµπή ηλεκτρονίων Auger.

Πιθανότητα αποδιέργεσης ατόµωνµε εκποµπή ηλεκτρονίου Auger

Ενέργειες των ηλεκτρονίων AugerΤα ηλεκτρόνια Auger που εκπέµπονται στον όγκο του υλικού (δηλαδήµακριά από την επιφάνεια) χάνουν την ενέργεια τους µε ανελαστικέςσκεδάσεις δεσµεύοντας ηλεκτρόνια. Αντίθετα τα ηλεκτρόνια Auger πουεκπέµπονται κοντά στην επιφάνεια διαφεύγουν από το δείγµα µε µικρή ήµηδενική απώλεια ενέργειας και ανιχνεύονται / συλλέγονται απόφασµατογράφο ηλεκτρονίων. Ένα τυπικό φάσµα Auger αποτελείται από τιςχαρακτηριστικές κορυφές Auger που υπερτίθενται σε ένα συνεχέςυπόβαθρο που οφείλεται σε οπισθοσκεδαζόµενα ηλεκτρόνια, τα οποίαµπορούν να χρησιµοποιηθούν για την απεικόνιση της επιφάνειας µεηλεκτρονική µικροσκοπία σάρωσης. Οι ενέργειες των ηλεκτρονίων Augerείναι χαρακτηριστικές του στοιχείου που διεγείρεται όπως φαίνεται στοπαρακάτω σχήµα.

Βάθος διείσδυσης καιβάθος διαφυγής

Το βάθος διείσδυσης R (penetration depth) ενός ηλεκτρονίου µεενέργεια Εο (keV) σε στερεό πυκνότητας, ρ δίνεται από τη σχέση

ρR = 8.6 Eo1.5 (µgcm-2)

Το βάθος διαφυγής (escape depth) των ηλεκτρονίων Auger είναι µικρό, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήµα. Εποµένως η AES είναι εγγενώςκατάλληλη για τον χαρακτηρισµό επιφανειών.

Παραδείγµατα AES

Ποσοτικά αποτελέσµατα

Σε βαθµονοµηµένα δείγµατα αναφοράς η συγκέντρωση στοιχείου Απου βρίσκεται σε χηµική ένωση δίδεται από την παρακάτω σχέση

όπου Ii, η ένταση της κορυφής Auger (peak-to-peak) του στοιχείου iκαι Si η σχετική ευαισθησία Auger για το στοιχείο i.

Auger depth profiling

Η ακριβής µέτρηση του βάθους από την επιφάνειαπροϋποθέτει την ακριβή γνώση του ρυθµού sputtering.

Sputtering and depth profiling

To sputtering χρησιµοποιείται εκτενώς γιαΤον καθαρισµό των επιφανειών πριν τον χαρακτηρισµό,

Και κατά το depth profiling της χηµικής σύστασης των υλικών.

Sputtering

Επιταχυνόµενα ιόντα Ar+ βοµβαρδίζουν δείγµα - στόχοo Με φαινόµενα µεταφοράς ορµής αποσπούν άτοµα από τηνεπιφάνεια του στόχου => δηµιουργία κρατήρα,o Το sputtering είναι καταστροφικό.

Γεωµετρία για depth profiling

Η χωρική διακριτική ικανότητα ενός συστήµατος AES καθορίζεται από τηδιάµετρο της δέσµης. Όταν η διάµετρος γίνει πολύ µικρή, της τάξης των 10nm, τα οπισθοσκεδαζόµενα ηλεκτρόνια θα επηρεάζουν σηµαντικά τόσο τηνχωρική διακριτική ικανότητα όσο και το σχήµα των κορυφών του φάσµατος. Πρέπει να σηµειωθεί ότι η AES έχει µεγαλύτερη χωρική ικανότητα απότην XPS. Au/TiW/Si

Ανάλυση µε AES ατελειών µεsubmicron διαστάσεις

Η χαρτογράφηση είναι ιδιαίτερα σηµαντική στα προϊόντα της υψηλήςτεχνολογίας, π.χ. οπτο-ηλεκτρονική. Το chip του σχήµατος είναιπολυεπίπεδο, έχει διαστάσεις < 2 x 2 mm και περιέχει χιλιάδες τρανζίστορ.

Ανάλυση µε AES ατελειών µεsubmicron διαστάσεις

Πλεονεκτήµατα της AES

�Υψηλή χωρική διακριτική ικανότητα και απεικόνιση µεηλεκτρονική µικροσκοπία σάρωσης,� ∆υνατότητα στοιχειακής χαρτογράφησης της επιφάνειας,� Καλή διακριτική ικανότητα κατά το depth profiling,� Ταχεία συλλογή δεδοµένων (< 5 λεπτά),� Υψηλή επαναληψιµότητα των αποτελεσµάτων,� Εκτεταµένη τεχνογνωσία, βιβλιογραφία και βάσεις δεδοµένων.

Μειονεκτήµατα της AES

� Ενδεχόµενη καταστροφή σε µονωτικά δείγµατα που υφίστανταιεκτενή φόρτιση,� Η χαρτογράφηση των στοιχείων – σχετικά βραδεία (20 λεπτά),� Φαινόµενα σκέδασης ηλεκτρονίων => το σήµα συλλέγεται απόεπιφάνεια που είναι περίπου διπλάσια από την διάµετρο τηςδέσµης των ηλεκτρονίων, � Η AES δεν δίνει πληροφορίες για δεσµούς.

Φασµατοσκοπία µάζαςδευτερογενών ιόντων

Εισαγωγή

Η φασµατοσκοπία SIMS δίνει πληροφορίες για την χηµικήσύσταση (επιφάνειας και όγκου) ενός δείγµατος µε εξαιρετικά

υψηλή ευαισθησία.

Αρχή λειτουργίας

Για την καταγραφή ενός φάσµατος SIMS χρησιµοποιούνται ιόνταµε υψηλές ενέργειες (συνήθως Ar+,O2

-) που βοµβαρδίζουν τηνεπιφάνεια του δείγµατος και προκαλούν sputtering ουδέτερωνατόµων, θετικών και αρνητικών ιόντων, συσσωµατωµάτωνατόµων και θραυσµάτων µορίων από την επιφάνεια. Ανάλυσητης µάζας των ιόντων που µεταφέρονται στην αέρια φάσηεπιτρέπει τον καθορισµό της χηµικής τους σύστασης καθώς καιτης συγκέντρωσής τους.

∆ιάταξη SIMS

Τυπική διάταξη για µετρήσειςSIMS.

Σύστηµα ανάλυσης:(1) πηγή ιόντων (3 – 10 keV), (2) δείγµα, (3) ηλεκτρόδια για την

επιτάχυνση & εστίαση τωνδευτερογενών ιόντων,

(4) φασµατογράφος µάζaς,(5) σχισµή εξόδου για την

επιλογή κατάλληλου λόγουm/e,

(6) φανταστικό είδωλο.Σύστηµα απεικόνισης:(7, 8, 9, 10)

Η φασµατοσκοπία SIMS είναι η πλέον ευαίσθητη(ανιχνεύει ppm και µέχρι 1013cm-3) µεταξύ των τεχνικών

που χρησιµοποιούνται για την ανάλυση της χηµικήςσύστασης επιφανειών.

Όρια ανίχνευσης της τεχνικής

Στατική SIMS (SSIMS)∆υναµική SIMS (DSIMS

Απεικόνιση SIMS

Τρόποι λειτουργίας της τεχνικής

Χρησιµοποιείται για την στοιχειακή ανάλυση της επιφάνειας µεβάθος πληροφορίας της τάξης του ενός ατοµικού επιπέδου. Κάθε ιόν που προσπίπτει στην επιφάνεια καταστρέφει µιαπεριοχή µε διάµετρο 5 - 10 nm, ενώ η χρονική διάρκεια τηςαλληλεπίδρασης του ιόντος µε το πλέγµα είναι της τάξης των 10 – 12 sec. Προκειµένου να διατηρηθεί ο επιφανειακόςχαρακτήρας της στατικής SIMS η δόση της προσπίπτουσαςδέσµης ιόντων πρέπει να είναι µικρή (< 1 x 1012 ιόντα/cm2). Σάρωση της δέσµης επιτρέπει τον χαρακτηρισµό επιφάνειαςδιαµέτρου 0,5 – 1 µm.

Στατική SIMS (SSIMS)

Χρησιµοποιείται για depth profiling της χηµικήςσύστασης του δείγµατος. Χρησιµοποιούνται δέσµες

ιόντων µε πυκνότητα ρεύµατοςµεγαλύτερη από ότι χρησιµοποιείται στην SSIMS, οι

οποίες προκαλούν sputteringαπό την επιφάνεια.

∆υναµική SIMS (DSIMS)

Χρησιµοποιείται για στοιχειακή ανάλυση µε υψηλή χωρικήδιακριτική ικανότητα.

Απεικόνιση SIMS

Η SIMS έχει βάθος πληροφορίας 10 Å, Ο βοµβαρδισµός µονωτικών δειγµάτων µε θετικά φορτισµένα ιόντα

οδηγεί σε ανάπτυξη φορτίου που προκαλεί απώλεια φασµατικώνπληροφοριών και αστάθειες στο φάσµα,

Η SIMS δεν µπορεί να δώσει πληροφορίες για τους υπάρχοντες δεσµούςλόγω του καταστροφικού χαρακτήρα του sputtering,

Έχει φτωχή διακριτική ικανότητα σε βάθος κατανοµής λόγω ανάµειξηςτων ατόµων που προκαλείται από το sputtering,

Όταν η ενέργεια, Ε της προσπίπτουσας δέσµης είναι χαµηλή (200-300 eV) η διακριτική ικανότητα κατά το depth profiling είναι της τάξης τωνnm.

Χαρακτηριστικά SIMS

Παραδείγµατα

Πλεονεκτήµατα τηςτεχνικής SIMS

� Παρέχει χηµική πληροφορία,� Ανιχνεύει το υδρογόνο,� ∆ιακρίνει τα διαφορετικά ισότοπα,� Έχει υψηλή ευαισθησία και υψηλή χωρική διακριτικήικανότητα,� Επιτρέπει την ταχεία χαρτογράφηση των στοιχείων καιµορίων που υπάρχουν στην επιφάνεια (< 1 λεπτού για κάθεστοιχείο),� Τα φαινόµενα φόρτισης αντιµετωπίζονται µε τη βοήθειαδεσµών ατόµων ή ηλεκτρονίων,� ∆ίνει ποσοτικά αποτελέσµατα µε ακρίβεια καλύτερη του 10 % ακόµη και για συστήµατα σε αραιή διάλυση (π.χ. προσµίξεις σεηµιαγωγούς),� Υπάρχει εκτενής βάση δεδοµένων.

Μειονεκτήµατα τηςτεχνικής SIMS

� Είναι καταστροφική µέθοδος,� Έχει µεταβλητή ευαισθησία που όµως

διορθώνεται µε την χρήση διαφορετικών ιόντων γιαηλεκτροθετικά και ηλεκτραρνητικά στοιχεία.