Thermo Scientific™K-Alpha™和Nexsa™XPS系统集成了SnapMap技术，使地面分析人员能够在几分钟内生成高分辨率、大面积的XPS图像。为了实现这一点，样品级通过固定的x射线束移动，以便x射线点有效地光栅穿过样品表面的选定区域。舞台运动与高性能光谱仪同步，在光栅过程中连续采集快照XPS光谱。这个过程产生了样品表面的高分辨率XPS图像，每个像素点代表一个单独的快照XPS光谱。与扫描x射线束相反，级光栅法在分析过程中保持分析区域不变，确保图像的所有区域具有相同的清晰度。
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图1所示。SnapMap在操作。
所有赛默飞世尔科学XPS仪器都配备了avante软件，在处理SnapMap数据时提供了多种选择。位置数据可以从图像中提取，以识别感兴趣的区域或关键特征，并定义为分析点。也可以从单个像素点询问或平均光谱以获得化学信息。此外，TFA(目标因子分析)、PCA(主成分分析)和NLSF(非线性最小二乘拟合)等数学过程可以用于对图像进行操作，从图像中提取重要的光谱信息。
使用SnapMap
在surface analyst软件库中，一个非常有用的工具是SnapMap快速图像采集功能，这是K-Alpha和Nexsa XPS仪器所共有的。该功能很容易集成到通常的分析工作流程中，实验时间成本最低，这远远超过了该技术提供的好处。
在大多数情况下，K-Alpha和Nexsa的专利反射光学系统可以管理调查区域的定义，但尽管如此，很难通过光学方法确定样品特征。幸运的是，这个问题可以通过SnapMap技术解决。获得特定于该特性的元素的SnapMap，或使用一个未知样本的中频峰，如01s，将使用户能够识别其位置。利用SnapMap可以很容易地识别10 μm的特征。
SnapMap图像分辨率的唯一限制是用于生成地图的x射线点的大小。这意味着，Nexsa的10 μm x射线光斑在样品表面的大片区域上提供了更高的图像分辨率，而不会损失任何图像清晰度。如图2所示。
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图2。在硅晶片上沉积金栅格的不同图像大小的SnapMap XPS图像。
Avantage软件为用户提供了从成像数据或使用反射光学描述实验位置的自由。这意味着，在SnapMap图像中特定特征存在的位置可以直接反馈到优势实验树作为分析位置。
如图3所示，使用SnapMap数据指定分析点有助于用户保证最终的样本对齐，也有助于根据特征尺寸选择X射线光斑尺寸。这意味着分析员可以确保XPS信号仅从所选功能采样。此外，Nexsa系统的微聚焦X射线点可以通过XPS单独检测和分析小到10μm的特征。这包括获取高分辨率XPS光谱或测量扫描，使用Thermo Scientific进行XPS深度分析™ 马吉斯™ 离子源，或通过对SnapMap数据。
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图3。使用SnapMap的实验工作流程。
处理SnapMap数据
SnapMap图像中的每一个像素点都代表一个光谱，可以像传统的XPS光谱一样对数据进行处理。此外，avante还提供了各种数学数据处理选项，如PCA、TFA和NLSF，这些选项都可以用于从SnapMap数据集提取有用的信息，并提高最终图像的质量。多元素SnapMaps使用户能够以非常高的精度推断关于样品表面区域的特定特征的位置信息。图4中显示的是在avante中可用的SnapMap处理。
在该示例中，对原始SnapMap数据采用PCA，以便提取在三个SnapMap的每个像素处的光谱中检测到的公共峰值形状。该软件自动重新绘制捕捉图，以显示常见峰值形状或主成分的相对强度（按位置）。可以在图像叠加图中同时显示这些处理过的捕捉图，该图按位置提供样本中存在的每个不同元素的相对强度。
总结
将SnapMap快速成像技术应用到实验工作流程中，可以帮助表面分析人员对样品表面的特定甚至是光学不可见特征进行识别和最终实验校准。以快速获取的SnapMap为起点，利用Nexsa系统可以快速有效地识别和分析直径10 μm的特征。
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图4。使用PCA和图像叠加处理在Ti基板上打印的“α”的三种不同元素快照。
除了作为对齐工具外，SnapMap图像还包含每个像素点的XPS快照光谱，因此可以使用许多应用于传统XPS光谱的相同方法进行处理和分析。通过将Avantage的数据处理选项与Nexsa系统的微聚焦X射线点集成，用户能够在几分钟内创建样品表面大面积的高分辨率XPS图像。
本信息来源、审查和改编自Thermo Fisher Scientific–X射线光电子能谱（XPS）提供的材料。亚博网站下载
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