Flugzeit-Sekundärionen-Massenspektrometrie (ToF-SIMS)

Ein Flugzeitmassenskeptrometer bietet den Vorteil die kompletten Element Informationen einer Probe innerhalb kürzester Zeit zu erfassen. Die Möglichkeit der Tiefenprofilierung liefert zusätzlich ein dreidimensionales Bild der Probenzusammensetzung.

• Massenspektroskopische Analyse (Spektrum) der Probe mit geringen Detektionslimits (1 - 10 ppm) und einem hohen Massenbereich (bis zu 10.000 u)
• lateral (bis zu 100 nm) aufgelöste Bilder (Image) der Probenoberfläche
• Tiefenanalyse der Probenzusammensetzung (Profil)
• Tiefenkalibrierung der Profile mittels Alphastepper
• Präparieren von Querschnitten mit Hilfe eines fokussierten Ionenstrahls (FIB Quelle)
• in situ Elektrochemieoption in einem Zwei-Elektroden Setup bei bis zu 600 °C

Foto: Jan Michael Hosan / Physikalisch-Chemisches Institut Justus-Liebig-Universität Gießen

Probenanforderung:

• leitfähig oder nicht leitfähig
• möglichst glatte Oberflächen sind von Vorteil
• vakuumstabil

Gerätedaten TOF-SIMS:

• ToF SIMS V der Firma IONTOF GmbH Münster
• Analyse mit Bismut Flüssigkeitsmetall Ionenquelle
• Probenabtragung mit verschiedenen Sputterquellen möglich, je nach Anforderungsprofil.
• Vorhandene Sputterquellen: O2, Cs, C60, Ar
• Ladungskompensation mittels Elektronen Floodgun

 

Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS)

Die Röntgenphotoelektronenspektroskopie gibt qualitative und quantitative Informationen über die Probenzusammensetzung der Oberfläche wieder. Mit dieser Messmethode ist der Nachweis von allen Elementen außer Wasserstoff und Helium möglich. Außerdem lassen sich chemische Bindungs- und Oxidationszustände untersuchen.
Die Möglichkeit des Sputterns erlaubt es auch Tiefenprofile zu erstellen und die Verteilung der chemischen Spezies unter der Oberfläche zu verfolgen.

• laterale aufgelöste Bilder der Probenoberfläche im XPS- (Ortsauflösung < 10 µm) oder AES- (Ortsauflösung < 500 nm) Modus
• Auger-Elektronen-Spektroskopie (AES)
• Helium-Lampe zur UV-Photoelektronenspektroskopie (UPS)
• Tiefenanalyse der Probenzusammensetzung (Profil)
• Temperaturabhängige Messungen zwischen -80 °C und 600 °C
• Probentransfer ohne Atmosphärenkontakt über Argon-Glovebox

Foto: Franz Möller / Physikalisch-Chemisches Institut Justus-Liebig-Universität Gießen

Probenanforderung:

• vakuumstabil
• saubere, glatte Oberfläche
• Probengröße bis 25 mm x 40 mm x 8 mm (B X T x H)
• für XPS Messungen: leitfähig oder nicht-leitfähig
• für Auger-Elektronen-Spektroskopie: leitfähig

Gerätedaten XPS:

• PHI VersaProbe II Scanning ESCA Microprobe (Physical Electronics)
• Aluminium-Röntgenquelle, lateralen Auflösung zwischen 7 µm und 200 µm
• zusätzliche Mg-/Zr-Röntenquelle
• 16 Kanal Detektor
• Vorhandene Sputterquellen: Ar (bis 4 kV), C60 (10 kV)
• Ladungskompensation mittels Dual Beam (Elektronen Floodgun und Ar-Ion-Gun)

Für beide Geräte stehen Transfermodule zur Verfügung, die eine Probenpräparation unter Inertatmosphäre ermöglichen.