Σύνθεση και Ανάλυση αποτυχία της χαμηλής εκπομπής γυαλί χρησιμοποιώντας Δευτεροβάθμιας Φασματομετρίας Μάζας Ιόντων (SIMS) από Hiden Αναλυτικό

Θέματα που καλύπτονται

Φόντο

Hiden Αναλυτικό ιδρύθηκε το 1981 και είναι προς το παρόν βρίσκεται σε m ² 2130 εργοστάσιο παραγωγής στο Warrington, Αγγλία, με προσωπικό άνω των 50 ετών. Ως μια ιδιωτική εταιρεία φήμη μας βασίζεται στη δημιουργία στενών και θετικές σχέσεις με τους πελάτες μας. Πολλοί από αυτούς τους πελάτες που εργάζονται στην πρώτη γραμμή της νέας τεχνολογίας - στους τομείς της έρευνας του πλάσματος, την επιστήμη επιφανειών, η επεξεργασία κενού και η ανάλυση του φυσικού αερίου. Για να διατηρηθεί αυτή η φήμη Hiden Αναλυτικό έχουν, όλα αυτά τα χρόνια, που ιδρύθηκε εξαιρετικά επίπεδα τεχνικής εμπειρογνωμοσύνης σε αυτούς τους τομείς στην εταιρεία μας.

Περίληψη

Με επικάλυψη από γυαλί παίζει σημαντικό ρόλο στην εξοικονόμηση ενέργειας στα σύγχρονα κτίρια? Εξαιτίας αυτού του κλάδου επίστρωση γυαλιού έχει αυξηθεί πάρα πολύ τα τελευταία χρόνια. Τυπικά χαμηλό ποτήρι εκπομπής αποτελείται από ένα λεπτό στρώμα αργύρου στριμώχνεται μεταξύ άλλων μετάλλων και διηλεκτρικά. Η ακραία ευαισθησία του SIMS σημαίνει ότι μπορεί να διαδραματίσει καίριο ρόλο στον καθορισμό των μηχανισμών σύνθεσης και της αποτυχίας του υλικού αυτού.

Εισαγωγή

Η απαίτηση για την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων έχει οδηγήσει στην ανάπτυξη των επιστρώσεων γυαλί σε θέση να αντικατοπτρίζει τη θερμότητα (υπέρυθρη ακτινοβολία), ενώ περνώντας το ορατό φως με μικρή υποβάθμιση του χρώματος ή η αντιληπτή σαφήνεια. Επιπλέον, η επικάλυψη παρέχει μια ευκαιρία για να προσθέσετε χρώμα για το εξωτερικό ενός ποτηριού επιστρωμένα κτίριο, με αποτέλεσμα συναρπαστικό αρχιτεκτονικό δυνατότητες.

Το ενεργό μέρος της πιο χαμηλής εκπομπής (low-e) γυαλί είναι ένα λεπτό στρώμα της διασκόρπισης κατατεθεί ασημί μεταλλικό, συνήθως μόνο 10 nm πάχους. Αυτό προστατεύεται από άλλα μεταλλικά και Διηλεκτρικά στρώματα, δίνοντας μια στοίβα στρώμα πάχους περίπου 100nm. Nonuniformities σε πάχος ή η σύνθεση οδηγεί σε προφανή οπτική διαφοροποίηση και υποβαθμίζουν τις επιδόσεις.

Επί τόπου αποτυχία των στρωμάτων μπορεί να είναι εξαιρετικά ακριβά, ειδικά εάν ένα μεγάλο κτίριο πρέπει να είναι reglazed, ή επηρεάζονται πολλές μονάδες παραγωγής. Η αποτυχία μπορεί να προκληθούν από την ακατάλληλη χρήση χημικών ουσιών, λανθασμένου χειρισμού, ή κατασκευαστικού ελαττώματος. Δευτεροβάθμια ιόντων φασματομετρία μάζας ( SIMS ), παρέχει μια γρήγορη και οικονομικώς αποτελεσματικό εργαλείο ανάλυσης, είτε για τον έλεγχο της παραγωγής ή της ανάλυσης αστοχίας.

SIMS είναι σε θέση να αξιολογήσει τη σύνθεση στρώμα και την ανίχνευση μολυσματικών παραγόντων όπως το χλώριο και το θείο που μπορούν άμεσα να επιτεθούν και να σκουρύνει το στρώμα αργύρου.

SIMS

Φασματομετρία δευτερογενούς μάζας ιόντων χρησιμοποιεί μια εστιασμένη, μονοενεργητική, χημικώς καθαρά δέσμης ιόντων του τυπικά 1 έως 10 keV να διασκόρπισης διαβρώνουν την επιφάνεια του υπό ανάλυση. Οι Ιονισμένο δευτερογενή σωματίδια, στη συνέχεια, αναλύονται και εντοπίζονται στο φασματόμετρο μάζας. Σε πολύ χαμηλά δέσμης ιόντων ρεύματα ανάλυση περιορίζεται στην κορυφή λίγες μονοστρώματα - εξαιρετικό για την ανίχνευση της επιφανειακής μόλυνσης. Δεδομένου ότι η δόση δέσμης ιόντων είναι αυξημένη και ψεκασμού γίνεται πιο επιθετική, στη συνέχεια εκτίθενται βαθύτερα στρώματα και τη συγκέντρωση ως συνάρτηση του βάθους μπορεί να προσδιοριστεί.

Γενικά SIMS Τα προφίλ βάθος παρουσιάζονται με λογαριθμική κλίμακα συγκέντρωση λόγω των αυστηρότατων δυναμικό εύρος που μπορεί να επιτευχθεί, που κυμαίνονται από ppb για τη χύδην στην ίδια ανάλυση.

Μια πλημμύρα των χαμηλής ενέργειας ηλεκτρονίων χρησιμοποιείται κατά τη διάρκεια της ανάλυσης των μονωτικών δειγμάτων, όπως το γυαλί, για να αποφευχθεί η συσσώρευση χρέωση επιφάνεια.

Η ανάλυση που παρουσιάζεται εδώ έγιναν με βάση την Hiden SIMS σταθμό εργασίας , ένα ολοκληρωμένο και εξαιρετικά ευέλικτο όργανο τετραπολικός SIMS εξοπλισμένο με τα IG20 αέριο ιόντων όπλο και ΜΑΞΙΜ SIMS αναλυτή. Τα κατασκευαστικά στοιχεία είναι επίσης διαθέσιμοι ξεχωριστά επιτρέπουν υψηλές επιδόσεις SIMS να ρυθμιστεί σε πελάτες υπάρχον μέσο (όπως XPS ή Auger), ή τη βελτιστοποίηση της ανάλυσης για ένα συγκεκριμένο τμήμα της ροής της διαδικασίας.

Εις βάθος ανάλυση Προφίλ

Το SIMS προφίλ βάθος φαίνονται παρακάτω συλλέχθηκαν με χρήση των 5keV ιόντων Ar επικεντρώθηκε σε 80ìm σημείο και rastered σε μια έκταση 400 x 550ìm. Θετική δευτερογενή ιόντα συλλέχθηκαν και 500eV πλημμύρα ηλεκτρονίων είχε προσληφθεί για την αποφυγή φόρτισης επιφάνεια.

SIMS προφίλ βάθος μιας low-e δείγμα γυαλί

Το SIMS προφίλ βάθος συμφωνεί επίσης με τις προδιαγραφές σχεδιασμού φαίνεται παρακάτω,

Ξεκινώντας από την εκτεθειμένη επιφάνεια, το πρώτο στρώμα είναι εξαιρετικά λεπτό και εν μέρει καταναλώνεται από την περιοχή πριν από την ισορροπία κατά την έναρξη της ανάλυσης. Ωστόσο, ψευδαργύρου και κασσιτέρου σήματα είναι σαφώς παρόντες στην ίδια την επιφάνεια. Υπάρχει ένα υψηλό σήμα πυριτίου (θα ανέλθει σε ένα επίπεδο σχεδόν του ότι στο γυάλινο υπόστρωμα), γεγονός που υποδηλώνει ότι ένα λεπτό στρώμα SiO2 μπορεί να υπάρχουν στην περιοχή της ZnSnOx.

Το στρώμα νιτριδίων του πυριτίου χαρακτηρίζεται από μια ενιαία συγκέντρωση του πυριτίου, ωστόσο, αυτό το στρώμα περιέχει επίσης από αλουμίνιο, εκτιμάται ότι θα είναι ~ 7% (ατομική).

Οπτική εικόνα του δείγματος κατά τη διάρκεια της ανάλυσης, όπως φαίνεται από το σύστημα κάμερας μέσου

Κάτω από το στρώμα SiN βρίσκεται ένα παρόμοιο πάχος του AlN. Είναι ενδιαφέρον, σε όλο αυτό το στρώμα το σήμα Cr αυξάνεται, αν και από τρεις τάξεις μεγέθους κάτω από την τελική κορύφωση. SIMS είναι η ιδανική για την έρευνα αυτού του τύπου της χαμηλής δυνατότητας συγκέντρωσης και για την ανάλυση που παρουσιάζεται εδώ είναι αναγκαίο να μειωθεί σημαντικά η ευαισθησία να εξασφαλίσει ότι η κορυφή του σήματος Cr δεν κορεστεί τον ανιχνευτή.

Η περιοχή κάτω από το AlN περιέχει το λεπτό στρώμα αργύρου και των συναφών λεπτά προστατευτικά στρώματα του φραγμού που περιέχει Zn, Al, O Ni και Cr. Το πάχος του σχεδιασμού του στρώματος NiCrOx είναι μόνο 1 nm και έχει σημειωθεί κάποια ανάμειξη του στο στρώμα αργύρου κατά τη διάρκεια της ανάλυσης.

Αμέσως κάτω από το ασήμι, το λεπτές στρώσεις Zn και ZnSnO είναι ορατές, πριν από την τελική στρώση AlN και το γυάλινο υπόστρωμα.

Εν κατακλείδι, η Hiden SIMS Workstation είναι εύκολα σε θέση να εκτελέσει ευαίσθητη ανάλυση προφίλ βάθους με επιστρώσεις από γυαλί, αποκαλύπτοντας στρώματα μόνο λίγα νανόμετρα παχιά και ταυτόχρονα παρατηρώντας χαμηλές συγκεντρώσεις.

Πηγή: Hiden Αναλυτικό

Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με αυτήν την πηγή μπορείτε να επισκεφθείτε Hiden Αναλυτικό