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发信人: zjliu (秋天的萝卜), 信区: Science
标  题: 表面分析技术15(1)－－－离子分析谱
发信站: 哈工大紫丁香 (Wed Jun 25 18:19:25 2003)

离子与表面的相互作用可以激发出非常丰富的表面信息，包括二次电子，X RAY，
荧光，中性原子以及背散射离子，二次离子等。入射离子撞击到表面与表面发生能
量动量的交换，改变运动方向朝真空端飞去，称之为背散射离子，利用这种粒子进
行谱学分析称为ISS；入射离子与靶原子作用，使表层原子移去的现象称为溅射，
溅射出的粒子90%为中性粒子，其中荷电的离子称为二次离子，利用这种粒子进行
谱学分析称为SIMS。离子谱可以进行元素以及价态分析，它排除了电子的干扰，具
有非常高的灵敏度，但是对表面损伤较大。

溅射不仅用于谱学分析中的粒子源，而且在清洁表面和深度分析等有很广的应用。
其主要参量为溅射产额。S＝溅射出的平均粒子数/入射离子数。影响S的因素有
1：入射离子能量。入射离子能量大，则使原子移动的数目增加，从而使发射出粒
子的数目增加；能量大时，同时也会使表层原子移向深处，难以发射出表面，所以
离子能量对S的影响有个极大值。
2：晶面取向。各个晶面上的原子密度不同，原子密度大的晶面S大。
3：入射离子角度。斜射时使能量更多的耗散在近表面区，利于S增大，但是过大时
，散射几率增大，传到靶导致溅射的能量减少，所以也有一个极大值。
4：入射离子的原子序数。随着原子序数增大，S总体上呈上升趋势，但是也有周期
性的变化，在惰性气体中S恰好最大。这是氩离子枪得以广泛采用的一个原因。
5：靶原子序数。对应元素升华热越小，溅射产额越高。
6：与表面粗糙度关系。表面粗糙度大时，S比较小。
溅射出粒子的能量动量分布。入射离子能量虽然很高，但是大都消耗在靶上，溅射
出粒子能
量只有几个eV，角度分布与与入射离子的种类，能量，入射角以及靶的种类和晶面
取向有
关。此外还有化学溅射，入射离子与靶形成化合物。

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