技術(shù)文章
TECHNICAL ARTICLES♦ X射線熒光光譜通常用于分析均勻樣品中的成分含量。對于大多數(shù)樣品來講,樣品中被激發(fā)的各個元素的X射線熒光只來自于樣品表面,樣品內(nèi)部的X射線熒光被樣品本身吸收了。所以,X射線熒光信號的強(qiáng)度與樣品的厚度無關(guān)。這種樣品稱之為無限厚樣品。
♦ 當(dāng)樣品很薄時,比如鍍層樣品,樣品中被激發(fā)的X射線熒光可能會穿透鍍層,鍍層的厚薄會影響X射線熒光信號的強(qiáng)弱,鍍層越厚,鍍層中被激發(fā)的X射線熒光信號就越強(qiáng)。
♦ 當(dāng)鍍層的厚度或鍍層的成分發(fā)生變化時,X射線熒光的信號會隨之變化。通過建立鍍層厚度和成分與X射線信號強(qiáng)度的關(guān)聯(lián)關(guān)系,就可以分析鍍層的厚度和成分。
鍍層樣品
非無限厚樣品
當(dāng)樣品的厚度達(dá)不到無限厚時,如鍍層樣品,X射線熒光信號的強(qiáng)度取決于:
♦ 鍍層的厚度
♦ 鍍層中各元素的含量
2種分析鍍層厚度的方法
發(fā)射方法和吸收方法
測量鍍層中的元素
發(fā)射方法
測量基底元素
吸收方法(鍍層對基底元素的吸收)
X射線熒光和鍍層厚度的關(guān)系
基底元素信號與鍍層厚度的關(guān)系
發(fā)射方法可以分析的鍍層厚度:
<產(chǎn)生90%的信號的厚度
吸收方法可以分析的鍍層厚度:
<3 × 吸收90%信號的厚度
♦ 鍍層越厚,對基底元素的X射線熒光信號的吸收就越嚴(yán)重
♦ 吸收方法可以分析的厚度:3倍的90%吸收的厚度
♦ 發(fā)射方法適合測量薄鍍層,吸收方法適合測量厚鍍層
例子1:
采用發(fā)射方法測量鍍層
♦ 樣品: (探測器窗膜)聚合物上鍍了23 nm的Al
♦ 需要輸入的信息
1.基底材料:100%CH2
2.鍍層材料:100% Al
3.鍍層密度:2.7g /cm3
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♦ 測量的譜線:Al Ka1
♦ 鍍層軟件的分析結(jié)果:23.2 nm
♦ 通過測量鍍層材料中 Al Ka1 ,根據(jù)Al Ka1 的發(fā)射情況,計算鋁鍍層的厚度。
例子2:
采用吸收方法測量鍍層
♦ 樣品:Zn的上面鍍了10 µm的Al
♦ 需要輸入的信息
1.基底材料:100% Zn
2.鍍層材料:100% Al
3.鍍層密度:2.7g /cm3
♦ 測量的譜線:Zn Ka1
♦ 鍍層軟件的分析結(jié)果:9.74 µm
♦ 通過測量基底材料中Zn Ka1,根據(jù)鋁鍍層對 Zn Ka1 的吸收情況,計算鋁鍍層的厚度。
ML-QUANT 多層膜分析軟件
可以分析各層的成分和厚度
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