Рентгеновский микроанализ

Исследуется спектр рентгеновского излучения, генерируемого при попадании электронного пучка микроскопа (энергия Е= 15 - 40 кэВ) на исследуемый объект. Электронная бомбардировка позволяет получить как непрерывный, так и характеристический спектры.

Разрешение метода определяется диаметром первичного электронного пучка (0.1 мкм и 10 нм для просвечивающего и растрового микроскопов соответственно) и объемом образца, в котором возбуждается вторичное рентгеновское излучение.

Чувствительность метода РМА позволяет определять частицы массой примерно 10^{-15 г, что соответствует золоту размером 10 нм или частице кремния размером 95 нм. Использование просвечивающего микроскопа и повышение энергии электронного пучка до 100 кэВ позволяет выявлять наличие кремниевых частиц размером в 2 нм.}

В качестве анализаторов вторичного излучения используются детекторы, аналогичные датчикам, применяемым в методе РФА.

Рентгеновский флюоресцентный анализ (РФА)

Анализируется спектр вторичного рентгеновского излучения, возбуждаемого первичным рентгеновским излучением достаточно высокой энергии. В качестве детекторов излучения используют энергодисперсионные датчики или детекторы, анализирующие распределение регистрируемого излучения по длине волны. В первом случае используются литиево-кремниевые диоды, преобразующие рентгеновские кванты в пропорциональные их энергии импульсы напряжения. Эти детекторы дают разрешение линий 150 - 170 эВ.

Во втором типе детекторов используется кристалл-анализатор, ориентируемый до положения, соответствующего достижению максимального брэгговского отражения. Отраженное от кристалла излучение регистрируется газовым пропорциональным счетчиком квантов. Разрешение метода составляет 5 - 10 эВ, однако единовременно возможно регистрировать только один пик.

Метод РФА позволяет получать качественную и количественную информацию о химическом составе вещества. При этом возможно исследовать диэлектрики из-за относительно малой их зарядки в потоке рентгеновских квантов. В случае исследования многослойных структур необходимо учитывать, что вторичное рентгеновское излучение испускается из слоев, расположенных как вблизи исследуемого участка поверхности, так и на глубине.

Электронная спектроскопия с целью химического анализа

Исследуемая поверхность облучается рентгеновским пучком, способным вызвать эмиссию вторичных электронов из внутренних оболочек атомов. Электроны с различными энергиями связи обуславливают появление раздельных пиков фотоэлектрического спектра.

В качестве источника излучения берут рентгеновскую трубку с магниевым или алюминиевым анодами. Испускаемая ими энергия квантов достаточна для проникновения только в приповерхностную область исследуемого образца. При этом глубина выхода вторичных электронов не превышает 5 нм. В качестве детекторов сигнала используются устройства, применяемые в электронной оже-спектроскопии (ЭОС).

Вообще данный метод используют как дополнение к методу ЭОС. По сравнению и ЭОС он имеет ряд преимуществ.

• Во-первых, можно исследовать радиационно нестойкие материалы, т. к. сечение рассеяния процессов диссоциации и десорбции рентгеновского излучения меньше, чем электронного.
• Во-вторых, поверхность исследуемого материала заряжается существенно в меньшей степени.
• В-третьих, можно получать информацию о химической связи, поскольку она влияет на характер расположения энергетических оболочек атомов, определяемых с высокой степенью точности (до 0.5 эВ).

Недостаток метода заключается в низком плоскостном разрешении из-за большого диаметра рентгеновского пучка (1-2 мм).

Дата добавления: 2014-12-27