用于高能XPS的单色银(AgLα) x射线源

基于实验室仪器的标准X射线源是MgKα或AlKα,分别提供1254.6eV和1486.6 ev的光子。

采用了与Al Kα相同的石英晶体二阶衍射的单色Ag Lα x射线源;使其易于安装在最新的光谱仪上。

Ag Lα的光子能量为2984.2 eV;是Al Kα (1486.6 eV)的2倍。这种更大的能量不仅导致激发额外的,更高的束缚能,一些元素的核心线,(表1),而且还可以选择更深的层分析,因为衰减长度随着光电子能的增加而减少2

用Al Kα x射线计算,束缚能为285 eV的C 1s非弹性平均自由程(IMFP)在动能为1201 eV时为3.14 nm,而Ag Lα在动能为2699 eV时为5.89 eV3.

表1。Ag Lα x射线范围内具有核心线结合能的元素,而Al Kα没有(*至少一半的双态)4

核心线 元素
1 Al Si P S Cl
2 s 是——莫
2 p Br -俄罗斯
3 s 公关——再保险
3 p * Sm - Tl
3 d * Tm - Rn

下面提供的例子显示了来自单晶MoS的数据2样本。在图1中,使用Ag Lα(黑色)单色x射线源和Al Kα x射线源(红色)显示从“引入的”光谱,并将光谱归一化为Mo 3d峰强度。很明显,较高的Mo 2p和S 1s峰是用较高的光子能量激发的。

调查光谱

图1所示。从“介绍”MOS的调查光谱2;用Al Kα(红色)和Ag Lα(黑色)x射线制备单晶样品。插图显示扩展的低BE范围,与两光谱归一化Mo 3d峰强度。

在“引入”样品中的表征后,使用Ar气体聚类离子源进行蚀刻表面,并使用AR1000+在10kev束流能量下,试图减少相对于单原子氩溅射的表面损伤+离子。下面的示意图说明了气体簇与完美表面的相互作用,其中由冲击引起的损坏是局部的。另外,该图示出了用AlKα(红色)和AgLαX射线(蓝色)激发电子激发的电子的Mo 3D光电子突出深度。

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由于MO 3D光电子的更大动能使用AgLα激发,样品深度几乎是AlKα激发光谱的两倍。图2中所示的MO 3D光谱均在20秒蚀刻循环之后从相同的样品获得。注意,每个MO 3D自旋轨道分裂部件表现出与样品化学有关的双重。这些信封的曲线配合如图3所示。

使用两个x射线源的表面和相对取样深度的Arn+离子团簇碰撞示意图。光谱显示为Al Kα(红色)和Ag Lα(黑色)x射线记录的Mo 3d/S 2s区域。

图2。使用两个x射线源的表面和相对取样深度的Arn+离子团簇碰撞示意图。光谱显示为Al Kα(红色)和Ag Lα(黑色)x射线记录的Mo 3d/S 2s区域。

钼的三维包络层与未扰动的钼的两种化学态相吻合2,莫3d的地方5/2峰值出现在229.2 eV结合能处,金属类峰值出现在228.1 eV结合能处。

Al Kα激发谱中Mo (IV)与Mo(0)的比值为0.43,Ag Lα激发谱中Mo (IV)与Mo(0)的比值为1.25。由于Ag Lα的采样深度增加,因此可以用更高的激发能量源对未扰动的次表面进行额外采样。结果表明,两种x射线源的S 2s断面与Mo 3d断面有较大差异。

用Al Kα和Ag Lα激发源对MoS2的Mo 3d/S 2s包络线进行了拟合。

图3。曲线拟合了溅射MoS的Mo 3d/S 2s包络线2,采用Al Kα和Ag Lα激发源。

参考资料及进一步阅读

  1. K Yates & RH West, Surf。接口肛门。4,5
  2. MP Seah&Wa Dench,Surf。界面肛门。,1979,1,2
  3. www.nist.gov
  4. x射线数据小册子LBNL/PUB-490 Rev.2 2001年1月

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