调查硬盘盘片的元素成分的变化从表面到衬底

硬盘盘是一个硬盘驱动器的一部分,用于存储数据。硬盘可以有一个或多个硬盘盘片。盘具有复杂的层结构,可以分为三个独立的水平。结构的基础是一种衬底材料由铝或玻璃,形成盘的主要部分,并提供结构和刚度。磁性媒体涂层衬底的顶部,象征着数据的磁脉冲在哪里。

气相沉积形成的磁层的一系列金属合金。薄,碳保护层和超薄润滑层覆盖盘片的表面。盘的质量和它的媒体涂层非常重要。任何问题的任何层的构成盘可能导致硬盘故障,导致数据丢失。因此重要的是描述化学和元素的盘数据从衬底为了测试层的表面完整性和一致性。XPS深度分析可以描述这样的多层样品在一个简单的方式。

的热科学K-Alpha x射线光电子谱仪(图1)提供了杰出的光谱性能,并提供快速分析时间和杰出的化学检测能力。这是用来测试中发现硬盘盘片的元素成分变化从表面到基体。主成分分析是用来区分的元素出现在每一层的深度剖面。

图1所示。热科学K-Alpha XPS系统

实验

深度剖面分析可以使用两种不同的技术完成。首先是一个快速获取快照技术,为每个元素捕获区域数据。时使用此方法样品中的元素是已知。的硬盘盘片的元素是未知的,所以第二个方法是应用。宽扫描或调查光谱被记录在每个深度剖面的水平。使用宽扫描整个光谱范围的所有元素可以被探测到,除了氦和氢。

深度剖析了在一张硬盘盘片的光栅一束500 eV氩离子2 x4毫米区域。每个腐蚀周期所花费的时间是10秒,之后每一个腐蚀水平调查光谱识别所有可能的元素聚集在每个样本深度。达到优质深度剖面样品是旋转方位在每个腐蚀周期,导致腐蚀坑测量直径2毫米。图2说明了腐蚀坑的光学图像记录立即在深度剖面的结论。

图2。光学图像方位旋转得到的循环腐蚀坑的深度剖面样品的分析。

优秀的XPS敏感性,K-Alpha系统收集数据和光谱质量优越,在很短的时间内。在这种情况下,只需要获取每个调查9秒光谱。提供的热科学的优点之一数据系统,所有的热科学表面分析系统,有一个主成分分析(PCA)特性来评估图像和深度等大型多级数据集配置文件。这是用来选择的关键部件的全套230调查扫描深度剖面数据集。软件的其他工具被用来检测的元素出现在PCA识别组件,并产生最终的原子浓度剖面。

结果

图3 - 5描述的结果分析。图3显示一个蒙太奇的调查在每个深度剖面的光谱。测量光谱通常用于提供基本的数据表面,并且可以用于检测污染物或身份不明的样本组成。

图3。蒙太奇的深度剖面测量光谱。

优点之一数据系统的综合主成分分析工具能够选择总组230调查的七个主要组件扫描,表示为一组七个离散扫描重建的数据调查。深度剖面如图4所示的七个PCA组件的相对强度。

图4。深度剖面的硬盘盘片表示主成分

检测七个组件的元素出现在每个光谱主成分分析调查,一个自动化的“调查ID”常规应用。总共有14个不同元素检测整个七PCA组件。然后调查原始数据集的光谱峰值230扫描安装在每个腐蚀水平,提供一个完整的原子百分比量化整个样本深度。最后一个蚀刻深度(nm)是来自腐蚀时间(秒)使用腐蚀速率测量30 nm的助教₂O₅/ Ta标准。

原子百分比深度剖面如图5所示,它揭示了层。发现玻璃盘基质。缓冲层由钽和镍上面放置这个防止玻璃的方向,和晶体结构影响的方向其他薄膜层。发现薄夹层钽上方。种子的钛和铬层放置在钽层增强沉积后的增长和取向层。两对非磁性和磁层存在,首先是由钌,,另一个是由铂、钴和铬。

图5。深度剖面的硬盘盘片表示元素的原子百分比

数据存储在磁层,薄的非磁性层允许磁层磁化方向相反。这加强了磁状态,消除了磁州迷路的风险由于热影响。最后一层表层的碳被添加到提供耐腐蚀和增强其机械可靠性。

结论

的热科学K-Alpha光电子系统提供优越的XPS灵敏度,便于快速深度剖析的已知和未知样品没有赠送的质量数据。工具,如主成分分析的优点之一数据系统,方便数据处理大型数据集的快速和容易。在这种情况下,通过表达数据的主要组件,只有七个光谱测试发现的所有不同的元素出现在所有的230扫描。这使一个优质元素深度剖面的硬盘盘样品快速生产。

这些信息已经采购,审核并改编自热费希尔科学所提供的材料——x射线光电子能谱(XPS)。亚博网站下载

在这个来源的更多信息,请访问热费希尔科学——x射线光电子能谱(XPS)。