Sl-Zp

Рис. 10.1-4. РФЭС: Химический сдвиг энергии связи Si 2р в кремнии и оксиде кремния (4,25 эВ) [Handbook of X-ray Photoelectron Spectroscopy. Eden Prairie, MN: Perkin Elmer Corp., Physical Electronics Division, 1992].

104 100 9

Энергия связи, эВ

Значения а находятся в пределах Ю-18 и Ю-21 см2, их можно найти в таблицах, приведенных в [10.1-1].

Метод РФЭС пригоден не только для качественного и количественного элементного анализа поверхности, но и для получения информации о химических связях, поскольку точные значения Есв зависят от химического окружения возбужденного атома. На рис. 10.1-4 изображены спектры 2р-электронов кремния в чистом кремнии и оксиде кремния. Влияние химического окружения четко прослеживается: энергия связи 2р-электронов Si в оксиде кремния сдвинута относительно той же энергии связи в чистом кремнии на 4,25 эВ в сторону больших энергий, что свидетельствует о меньшем экранировании положительного заряда ядра Si в БЮг облаком валентных электронов по сравнению с чистым кремнием, что связано с более низкой электронной плотностью у ядра Si в Si02 по сравнению с чистым кремнием. На основании этого так называемого «химического сдвига» можно определить степень окисления или стехиометрию атомов в молекуле. Однако обычно химические сдвиги достаточно малы (менее 1 эВ), поэтому для разрешения перекрывающихся пиков, соответствующих различным степеням окисления, необходима процедура деконволю-ции. Используя деконволюцию, можно оценить химические сдвиги величиной до 0,1 эВ.

Возможность достаточно точного определения химических сдвигов делает РФЭС особенно ценным средством анализа поверхности, поскольку идентификация соединения с использованием результатов количественного анализа часто сильно ограничена неоднородностью поверхностных анализируемых слоев и поверхностными загрязнениями.

□ РФЭС можно использовать для изучения, например, процессов окисления, коррозии, сегрегации или адсорбции.

Фактически метод РФЭС используют для решения всех задач, связанных с изменением поверхностного состава в процессах окисления, коррозии, сегрегации, адсорбции, хемосорбции и т. д. На рис. 10.1-5 в качестве примера приведены спектры хрома и никеля в хромоникелевом сплаве на начальной стадии окисления. Можно видеть, что бблыпая часть хрома окислена (т. е. находится в виде Сг3+), а никель окисляется лишь в незначительной степени [10.1-2].

РФЭС играет важную роль в катализе и технологии тонких пленок (например, для оптических устройств и микроэлектроники).

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию