Análise da Composição e da Falha do Vidro da Baixo-Emissividade usando a Espectrometria Em Massa de Íon Secundária (SIMS) por Hiden Analítico

Assuntos Cobertos

Fundo
Sumário
Introdução
SIMS
Análise do Perfil de Profundidade

Fundo

Hiden Analítico foi fundado em 1981 e é situado presentemente em uma usina2 de 2,130m em Warrington, Inglaterra com um pessoal sobre de 50. Como uma empresa de propriedade privada nossa reputação é construída em criar relacionamentos próximos e positivos com nossos clientes. Muitos destes clientes estão trabalhando no pelotão da frente da nova tecnologia - no campos da pesquisa do plasma, da ciência de superfície, do processamento do vácuo e da análise de gás. Para manter esta reputação Hiden Analítico, ao longo dos anos, estabeleceram níveis excepcionais de competência técnica nestas áreas dentro de nossa empresa.

Sumário

O vidro Revestido joga um papel principal da conservação de energia em construções modernas; devido a isto a indústria do revestimento do vidro tem crescido enorme nos últimos anos. O baixo vidro Típico da emissividade compreende uma camada de prata fina imprensada entre outros metais e dieléctricos. A sensibilidade extrema de SIMS significa que pode jogar um papel crucial em determinar os mecanismos da composição e de falha deste material.

Introdução

A exigência para construções eficientes da energia conduziu à revelação dos revestimentos de vidro capazes de refletir o calor (radiação infravermelha) enquanto passando a luz visível com pouca degradação da cor ou da claridade percebida. Além, os revestimentos fornecem uma oportunidade de adicionar a cor ao exterior de uma construção folheada de vidro, tendo por resultado a excitação de possibilidades arquitectónicas.

A parte activa da maioria baixo baixo-e) de vidro da emissividade (é uma camada fina da prata metálica depositada salpico, tipicamente somente 10 nanômetro densamente. Isto é protegido por outras camadas metálicas e dieléctricas, dando uma pilha da camada em torno de 100nm densamente. As Não Uniformidades na espessura ou na composição conduzem à variação óptica óbvia e degradam o desempenho.

A falha In Situ das camadas pode ser extremamente cara, especialmente se uma grande construção tem que ser reglazed, ou muitas unidades de produção são afetadas. A Falha pode ser causada pelo uso impróprio dos produtos químicos, da manipulação incorrecta, ou de um defeito de fabricação. A espectrometria em massa de íon Secundária (SIMS) fornece uma ferramenta de análise rápida e eficaz na redução de custos para a análise do controle ou da falha de produção.

SIMS pode avaliar a composição da camada e detectar contaminadores tais como o cloro e o enxofre que podem directamente atacar e escurecer a camada de prata.

SIMS

A Espectrometria Em Massa de Íon Secundária usa um feixe de íon focalizado, monoenergetic, quimicamente puro de tipicamente 1 - 10 keV a engasgar corrmoem a superfície sob a análise. As partículas secundárias Ionizadas então são analisadas e detectadas no espectrómetro em massa. Em correntes muito baixas do feixe de íon a análise é limitada ao superior poucos monolayers - excelentes para a detecção da contaminação de superfície. Porque a dose do feixe de íon é aumentada e engasgar se torna mais agressivo, umas camadas mais profundas estão expor subseqüentemente e concentração enquanto a função da profundidade pode ser determinada.

Geralmente os perfis de profundidade de SIMS são presentado com escalas logarítmicas da concentração devido ao alcance dinâmico extremo que pode ser conseguido, variando do ppb ao volume na mesma análise.

Uma inundação de elétrons da baixa energia é usada durante a análise de amostras de isolamento, tais como o vidro, para impedir o acúmulo da carga de superfície.

A análise apresentada aqui foi feita usando a estação de trabalho de Hiden SIMS, um instrumento completo e altamente flexível do quadrupole SIMS equipados com a arma de íon do gás IG20 e o analisador da MÁXIMA SIMS. Os elementos estão igualmente disponíveis separada permitindo o elevado desempenho SIMS de ser configurado em um instrumento existente dos clientes (tal como XPS ou o Eixo Helicoidal), ou aperfeiçoando a análise para uma parte particular do fluxo de processo.

Análise do Perfil de Profundidade

O perfil de profundidade de SIMS mostrado abaixo foi recolhido usando os íons de 5keV AR focalizados a um ponto de 80ìm e rastered sobre uma área de 400 x de 550ìm. Os íons secundários Positivos foram recolhidos e uma inundação do elétron 500eV foi empregada para impedir cobrar de superfície.

Perfil de profundidade de SIMS de uma baixa-e amostra de vidro

O perfil de profundidade de SIMS concorda bem com a especificação do projecto mostrada abaixo,

Começando na superfície expor, a primeira camada é extremamente fina e é consumida em parte pela região do pre-equilíbrio no início da análise. Contudo, os sinais do zinco e do estanho estão claramente actuais no muito de superfície. Há um sinal alto do silicone (que aumenta a um nível quase daquele na carcaça de vidro) que sugere que uma camada SiO2 fina possa existir à proximidade do ZnSnOx.

A camada do nitreto de silicone é caracterizada por uma concentração uniforme de silicone, contudo, esta camada igualmente contem o alumínio, calculado para ser ~7% (atômico).

Imagem Óptica da amostra durante a análise como visto pelo sistema da câmera do instrumento

Abaixo das mentiras da camada do Pecado uma espessura similar de AlN. Interessante, durante todo esta camada o sinal do Cr está aumentando, embora de três ordens de grandeza abaixo do pico eventual. SIMS é serido perfeitamente à investigação deste tipo de baixa característica da concentração e para a análise apresentou-a aqui era necessário para reduzir significativamente a sensibilidade para assegurar-se de que o pico do sinal do Cr não saturasse o detector.

A região abaixo do AlN contem a camada de prata fina e suas camadas de barreira protectora finas associadas que contêm o Zn, o Al, o Ni de O e o Cr. A espessura do projecto da camada de NiCrOx é somente 1 nanômetro e houve alguma mistura desta na camada de prata durante a análise.

Imediatamente abaixo da prata, as camadas finas do Zn e do ZnSnO são visíveis, antes da camada final de AlN e da carcaça de vidro.

Em conclusão, a Estação De Trabalho de Hiden SIMS pode facilmente executar a análise sensível do perfil de profundidade nos revestimentos de vidro, revelando camadas somente de alguns nanômetros densamente e observando simultaneamente baixas concentrações.

Source: Hiden Analítico

Para obter mais informações sobre desta fonte visite por favor Hiden Analítico

Date Added: Sep 17, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 04:37

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