Apakah Analisis Permukaan?
Apakah analisis permukaan?
Analisis permukaan ialah teknik analisis untuk menjelaskan komposisi unsur, keadaan kimia, dan struktur mikro daripada lapisan permukaan bahan (beberapa nm hingga beberapa µｍ).
Oleh kerana fenomena seperti kakisan, haus, lekatan dan tindak balas yang memberi kesan kepada prestasi dan kebolehpercayaan berlaku terutamanya pada permukaan, analisis permukaan adalah penting untuk penilaian bahan, kawalan kualiti dan analisis kegagalan.
Untuk analisis, adalah perlu untuk memilih kaedah yang paling sesuai, mengikut keadaan sampel (titik sasaran, saiz, bahan, dll.) dan tujuan analisis.
Apakah maklumat yang ingin kami ketahui? Apakah bahan sampel?
Apakah julat maklumat yang ingin kita ketahui? Sedalam mana?
Adakah ia larut dalam air? Adakah ia bertindak balas dengan pelarut? Pra-rawatan diperlukan?
Adalah penting untuk memilih kaedah analisis yang sesuai untuk tujuan tersebut
Jenis dan ciri instrumen analisis permukaan
Rajah di bawah menunjukkan perbandingan kaedah analisis permukaan biasa dari pelbagai sudut pandangan, seperti sumber pengujaan, isyarat pengesanan, kuantitatif, sama ada keadaan kimia boleh dianalisis atau tidak, kepekaan, pengendalian penebat, dan keupayaan analisis arah kedalaman. Adalah penting untuk memahami ciri setiap kaedah dan memilih kaedah analisis dengan betul mengikut tujuan.
| Kaedah analisis | EPMA (WDS)/SXES/EDS | AES | XPS | XRF | SIMS |
|---|---|---|---|---|---|
| Sumber pengujaan | Rasuk elektron | Rasuk elektron | Sinar X | Sinar X | ion |
| Isyarat | X-ray ciri | Elektron gerimit | fotoelektron | X-ray pendarfluor | Ion sekunder |
| Elemen yang boleh dikesan | Jadilah ~ (WDS, EDS) Li (SXES, EDS Tanpa Tingkap) |
Li ~ | Li ~ | C ~ | H~ |
| Analisis kuantitatif | ○ | ○ | ○ | ○ | × |
| Keadaan kimia | △ | ○ | ○ | × | Sebatian organik |
| Kedalaman pengesanan | Beberapa µm | Beberapa nm | Beberapa nm | Beberapa mm | Beberapa nm |
| Kepekaan | Beberapa sepuluh ppm （Kepekatan jisim） |
Beberapa ribu ppm （Kepekatan atom） |
Beberapa ribu ppm （Kepekatan atom） |
Beberapa sepuluh ppm （Kepekatan jisim） |
Beberapa ppm （Kepekatan atom） |
| Penebat | ○ (Salutan konduktif) | △ | ○ | ○ | ○ |
| Analisis kedalaman | △ | ○ | ○ | × | ○ |
| Kekuatan |
Analisis kualitatif Analisis kuantitatif Kawasan luas ~ analisis kawasan mikro |
Analisis kawasan mikro Analisis keadaan ikatan kimia Analisis profil kedalaman |
Analisis penebat Analisis keadaan ikatan kimia Analisis profil kedalaman |
Analisis kualitatif Analisis filem nipis Analisis unsur surih |
Analisis bahan organik Analisis unsur surih |
| Mencabar |
Analisis keadaan ikatan kimia (Kuat di SXES) Analisis bahan organik |
Analisis kawasan yang luas Analisis penebat Analisis bahan organik |
Analisis kawasan mikro Analisis unsur surih |
Analisis kawasan mikro |
Analisis kualitatif Analisis kuantitatif |
Dalam lajur ini, kami menerangkan instrumen analisis permukaan yang JEOL tawarkan, seperti XPS (spektrometer fotoelektron), AES (mikrobe Auger), XRF (Spektrometer Pendarfluor sinar-X) , EPMA(Mikroanalisis Probe Elektron) dengan *spektrometer sinar-X penyebaran panjang gelombang standard, SEM+EDS(Spektrometer Dispersi Mikroskop dan XElektron Pengimbasan). SXES(spektrometer pelepasan sinar-X lembut) yang boleh dipasang pada EPMA(WDS) dan SEM.
Kami menerangkan dengan jelas setiap mekanisme, kekuatan dan kelemahannya dalam analisis, dan perkara utama untuk memilih instrumen.
Instrumen analisis permukaan oleh JEOL
Perbezaan luas/kedalaman analisis mengikut instrumen analisis permukaan
XRF membolehkan analisis unsur di kawasan terdalam dan terluas. Ia sesuai untuk memahami komposisi purata keseluruhan bahan pukal dan digunakan dalam analisis kualitatif/kuantitatif dalam bidang pandangan yang luas.
Sebaliknya, SEM + EDS dan EPMA(WDS) boleh menyiasat taburan unsur tempatan dengan mengesan sinar-x yang dijana di kawasan tempatan kira-kira beberapa mikrometer. SEM+EDS membolehkan penilaian serentak morfologi dan analisis unsur, manakala EPMA menyediakan keupayaan unggul dalam analisis kuantitatif dan analisis kawasan yang lebih tepat.
Spektrometer Pancaran X-ray lembut (SXES)
Spektrometer Pancaran X-Ray Lembut (SXES) ialah spektrometer resolusi ultra tinggi yang terdiri daripada kisi pembelauan yang baru dibangunkan dan kamera CCD sinar-X sensitiviti tinggi.
Dengan cara yang sama seperti EDS, pengesanan selari adalah mungkin, dan analisis resolusi tenaga ultra tinggi 0.3 eV (Fermi-edge, Al-L standard) boleh dilakukan, mengatasi resolusi tenaga WDS.
Selain itu, AES dan XPS memungkinkan untuk mendapatkan isyarat daripada lapisan permukaan yang sangat cetek kira-kira beberapa nanometer dalam. Ia adalah optimum untuk menilai keadaan kimia lapisan permukaan seperti pemprosesan permukaan, pencemaran dan keadaan pengoksidaan.
Oleh itu, untuk menyiasat permukaan melampau pada skala nanometer, AES atau XPS adalah sesuai. Untuk analisis tempatan pada tahap mikrometer, SEM digabungkan dengan EDS atau EPMA adalah sesuai. Jika sasaran adalah kawasan yang luas pada skala milimeter, XRF adalah pilihan terbaik. Instrumen yang sesuai berbeza-beza bergantung pada kedalaman analisis yang diperlukan dan saiz medan pandangan.
Perbezaan dalam prinsip dan isyarat pengesanan instrumen analisis permukaan
Seperti yang ditunjukkan di bawah, setiap instrumen mempunyai sumber pengujaan (probe insiden) dan isyarat pengesanan yang berbeza, dan maklumat yang boleh diperoleh adalah berbeza mengikut ciri-cirinya.
Sila semak perkara berikut untuk prinsip setiap instrumen.
Mata untuk memilih kaedah analisis permukaan
Dalam analisis permukaan, adalah penting untuk memilih teknik yang sesuai berdasarkan sifat-sifat spesimen dan tujuan analisis. Untuk spesimen yang terdedah kepada vakum, seperti spesimen biologi atau cecair, kaedah seperti XRF, yang boleh dilakukan di bawah tekanan atmosfera, atau SEM yang dilengkapi dengan mod vakum rendah adalah berkesan. Jika spesimen boleh menahan persekitaran vakum, teknik yang lebih sensitif dan resolusi lebih tinggi seperti XPS, AES atau EPMA juga boleh dipertimbangkan.
Bahagian ini memperkenalkan kaedah analisis optimum untuk setiap tujuan, bersama-sama dengan angka.
Analisis Kualitatif/Kuantitatif
Analisis Kawasan
Analisis Negeri
Contoh analisis permukaan
Bahagian ini memperkenalkan contoh aplikasi khusus menggunakan instrumen analisis permukaan seperti XPS, AES dan EPMA.
XPS
Bilik Rawatan Spesimen Baharu untuk XPS dan Aplikasinya
Analisis Bon Kimia Mudah dan Mudah dalam XPS
AES
【JEOL NEWS Vol.45 No.1, 2010】Analisis Sampel Penebat dengan AES
Analisis Status Kimia menggunakan AES
Analisis Gerimit Keratan Rentas CP
Menggabungkan UHV-SEM dan EBSD
AES / XPS
【JEOL NEWS Vol.49 No.1, 2014】Analisis Lanjutan Bahan Aktif dalam Bateri Li-Ion oleh XPS dan AES
SEM / AES
EPMA
Kajian Mikroprob Elektron Koleksi Gangsa Yinxu (Anyang) Academia Sinica
Spektrometer WDS Baharu untuk Spektroskopi Elektron Valens Berdasarkan Mikroskopi Elektron
Kajian Mikroprob Elektron Otolith: Kelakuan Berhijrah dan Habitat Tiga Spesies Belut Sederhana Utama
Menganalisis keadaan untuk imej X-ray resolusi spatial tinggi
EPMA (WDS) /SXES
Analisis Keadaan Kimia oleh Spektroskopi Pancaran X-ray Lembut
Ringkasan
Analisis permukaan ialah teknik untuk mendapatkan maklumat utama yang menjurus kepada prestasi dan kebolehpercayaan instrumen. Artikel ini menerangkan petua pemilihan instrumen melalui ciri kaedah analisis biasa dan titik pemilihan, kekuatan mengikut instrumen dan contoh aplikasi konkrit.
JEOL Ltd. mempunyai barisan produk yang boleh memenuhi pelbagai keperluan daripada pemula hingga penyelidik, dan yang boleh digunakan dengan sokongan daripada pengenalan kepada operasi.
Untuk soalan mengenai analisis permukaan dan pertanyaan tentang pemilihan instrumen, sila jangan teragak-agak untuk menghubungi kami.
Muat turun katalog
JEOL Ltd.
Sejak penubuhannya pada tahun 1949, JEOL telah komited dalam pembangunan instrumen sains dan metrologi termaju, peralatan industri dan perubatan.
Hari ini, banyak produk kami digunakan di seluruh dunia dan kami dipandang tinggi sebagai syarikat yang benar-benar global.
Bertujuan untuk menjadi 'syarikat niche terkemuka yang menyokong sains dan teknologi di seluruh dunia', kami akan terus bertindak balas dengan tepat kepada keperluan pelanggan kami yang semakin canggih dan pelbagai.