XPS X線光電子分光計

X線光電子分光法

技術原理

X線光電子分光装置（X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS）は高感度の表面分析技術であり、材料表面の元素の組成と化学結合状態、材料の表面がX線照射を受けると、発生します光電効果材料の内層軌道の電子が励起されて光電子として放出され、これらの光電子はエネルギー分析器によって測定され、その結合エネルギースペクトル異なる元素や異なる電子軌道は特定の結合エネルギーを持っているため、エネルギースペクトルを通じて判断することができます。元素の種類、元素の比率、化学結合状態。

さらに、元素が異なる元素と化学結合を形成する際、その電子の結合エネルギーに変化が生じます。化学シフト、例えば、金属の酸化度が高くなるほど、結合エネルギーは通常高くなるため、この特性を利用して材料を分析することができます。化学状態と酸化状態、XPSは主に材料表面を約測定します1–10 nm の深さ範囲の元素と化学情報であるため、非常に適しています。表面化学分析と薄膜材料研究。

分析アプリケーション

金属功函数分析

金属材料の仕事関数（Work Function）を測定することは、電子材料とデバイスの研究において重要な意義を持っています。

金属酸化度と酸化層厚さの分析

金属表面の酸化状態と化学組成を分析でき、表面酸化膜の厚さを推定できます：非破壊分析（<10 nm 薄膜に適用）、イオンエッチングの深さ分析

薄膜成分と縦深分析

薄膜の元素組成と比率を測定可能。アルゴンイオンエッチング（Ar sputtering）と組み合わせることで、縦深分析を行い、材料成分の深さに応じた変化を観察できる。

表面汚染と異常分析

分析に使用できる：表面の汚染源、表面の異常や欠陥、金属の腐食と酸化、例えば色の異常、表面の欠陥または汚染物質の成分の判定。

機械の種類

XPS/ESCA (Thermo K-alpha, K-alpha+)
XPS/ESCA (ESCALAB Xi+)
- 微小領域分析の面内分解能は5μmまで可能です
- 光電子イメージングは正確な位置特定分析を提供します
- 分子イオンガンは、イオンエッチングによって引き起こされる試料の損傷を減少させることができます。
- 全能スペクトル平面分布分析は未知物質の同定に役立ちます