Komposisyon at Pagkabigo Pagsusuri ng Low-Emissivity Glass gamit ang Pangalawang Ion Mass Spectrometry (SIMS) sa pamamagitan ng Hiden Analytical

Paksa sakop

Likuran

Hiden Analytical ay itinatag noong 1981 at ay kasalukuyang nakatayo sa isang 2,130 m ² manufacturing halaman sa Warrington, England sa isang kawani ng higit sa 50. Bilang isang pribado owned kumpanya ay binuo ang aming reputasyon sa paglikha ng isara at positibong relasyon sa aming mga kliyente. Marami sa mga customer ay nagtatrabaho sa forefront ng mga bagong teknolohiya - sa larangan ng plasma pananaliksik, science sa ibabaw, vacuum processing at pagtatasa ng gas. Upang mapanatili ang reputasyon Hiden Analytical ay, sa mga nakaraang taon, itinatag natatanging mga antas ng teknikal na kadalubhasaan sa mga lugar na ito sa loob ng aming kumpanya.

Buod

Pinahiran salamin ay gumaganap ng isang pangunahing papel sa konserbasyon ng enerhiya sa modernong mga gusali, dahil sa ito ang patong ng salamin ng industriya ay lumago sobrang sobra sa nakaraang taon. Karaniwang mababang emissivity salamin comprises isang manipis na layer ng pilak na sandwiched sa pagitan ng iba pang mga riles at dielectrics. Ang matinding pagiging sensitibo ng SIMS ay nangangahulugan na ito-play ng isang mahalagang papel sa pagtukoy ng mga mekanismo ng komposisyon at kabiguan ng materyal na ito.

Panimula

Ang kinakailangan para sa enerhiya mahusay na mga gusali ay humantong sa pagbuo ng coatings sa salamin na kaya ng sumasalamin sa init (infrared radiation) habang sa paglipas ng nakikitang liwanag sa maliit na marawal na kalagayan ng kulay o pinaghihinalaang kaliwanagan. Sa karagdagan, ang mga coatings ay magbigay ng isang pagkakataon upang magdagdag ng kulay sa labas ng isang gusali ng glass armas, na nagreresulta sa kapanapanabik na arkitektura na mga posibilidad.

Ang aktibong bahagi ng pinaka mababang emissivity (mababang-e) salamin ay isang manipis na layer ng utal na pagsasalita deposited metal silver, karaniwang 10 nm lamang makapal. Ito ay protektado ng iba pang mga metal at dielectric layer, na nagbibigay ng isang stack ng layer ng paligid 100nm makapal. Nonuniformities sa kapal o komposisyon humantong sa halata optical pagkakaiba-iba at pasamain ang pagganap.

In-situ kabiguan ng ang mga layer ay maaaring maging lubhang mahal, lalo na kung ang isang malaking gusali ay dapat reglazed, o ang maraming mga production unit ay apektado. Pagkabigo ay maaaring sanhi ng hindi naaangkop na paggamit ng mga kemikal, hindi tamang paghawak, o isang manufacturing depekto. Pangalawang Ion mass spectrometry ( SIMS ) ay nagbibigay ng isang mabilis at epektibong gastos na tool sa pagtatasa ng alinman para sa produksyon control o pagkabigo pagtatasa.

SIMS ay magagawang upang suriin ang layer komposisyon at makita ang mga contaminants tulad ng kloro at asupre na maaaring direktang atake at patingkarin ang silver layer.

SIMS

Pangalawang Ion Mass Spectrometry ay gumagamit ng isang nakatutok, monoenergetic, chemically dalisay Ion sinag ng karaniwang 1 - 10 keV sa pisik kanin sa ibabaw sa ilalim ng pagtatasa. Ionized pangalawang particle ay pagkatapos ay nasuri at na napansin sa spektrometer mass. Sa napakababang sinag ng pagtatasa ng Ion alon ay nakakulong sa tuktok ilang monolayers - mahusay para sa detection ng mga ibabaw karumihan. Bilang Ion sinag dosis ay nadagdagan at sputtering nagiging mas agresibo, pagkatapos mas malalim layer ay nakalantad at konsentrasyon ng pag-andar ng malalim na maaaring tinutukoy.

Kadalasan SIMS malalim na mga profile ay iniharap sa logarithmic mga kaliskis ng concentration dahil sa matinding dynamic na saklaw na maaaring nakakamit, hanggang mula sa ppb sa bulk sa parehong pagtatasa.

Isang baha ng mababang mga electron ng enerhiya ay ginagamit sa panahon pagtatasa ng insulating halimbawa, tulad ng salamin, upang maiwasan ang buildup ng singil sa ibabaw.

Pagtatasa Ang ipinakita dito ay ginawa gamit ang Hiden SIMS workstation , isang kumpletong at mataas na kakayahang umangkop na quadrupole SIMS instrumento na equipped sa IG20 gas Ion baril at Maxim SIMS analisador. Ang mga bahagi bahagi ay makukuha rin hiwalay pagpapagana ng mga mataas na pagganap SIMS-configure sa isang customer ng ​​instrumento na umiiral (tulad ng XPS o manghuhula), o-optimize ang pagtatasa para sa isang partikular na bahagi ng proseso ng pag-daloy.

Lalim Profile Pagsusuri

Ang profile ng SIMS malalim na ipinapakita sa ibaba ay nakolekta gamit ang 5keV Ar ions nakatuon sa isang 80ìm lugar at rastered sa isang lugar ng 400 x 550ìm. Positibong pangalawang ions ay kinokolekta at isang 500eV baha elektron ay nagtatrabaho upang maiwasan ang singilin sa ibabaw.

SIMS malalim na profile ng isang mababang-e sample ng salamin

Ang profile ng SIMS depth sumang-ayon na rin sa disenyo detalye na ipinapakita sa ibaba,

Simula sa nakalantad na ibabaw, ang unang layer ay lubos na manipis at ay bahagyang consumed ng pre-balanse rehiyon sa simula ng pagtatasa. Gayunpaman, ang mga signal ng sim at lata ay malinaw na kasalukuyan sa pinakadulo ibabaw. Mayroong isang mataas na signal silikon (umaangat sa isang antas halos ng sa substrate glass) nagmumungkahi na ang isang manipis na layer SiO2 maaaring umiiral sa paligid ng ang ZnSnOx.

Ang layer nitride ng silikon ay characterized sa pamamagitan ng isang pare-pareho na konsentrasyon ng silikon, gayunpaman, ang layer na ito rin ay naglalaman aluminyo, tinantyang ~ 7% (atomic).

Optical imahe ng sample sa panahon ng pagtatasa tulad ng nakikita sa pamamagitan ng sistema ng instrumento camera

Sa ilalim ng layer ng kasalanan ay namamalagi isang katulad kapal ng AlN. Nang kawili-wili, sa buong ang layer na ito ang CR signal ay tumataas, kahit na mula sa tatlong order ng ​​magnitude sa ibaba ng sa wakas tugatog . SIMS ay ganap na ugma sa pagsisiyasat ng ganitong uri ng mababang concentration tampok at para sa pagtatasa ng iniharap dito ito ay kinakailangan upang makabuluhang bawasan ang pagiging sensitibo upang matiyak na ang tugatog ng ang signal ng CR ay hindi mababad ang detector.

Ang rehiyon sa ibaba ng AlN ay naglalaman ng manipis na layer ng pilak at nito kaugnay manipis na proteksiyon barrier layer naglalaman Zn, Al, Oh Ni at CR. Ang kapal ng disenyo ng layer NiCrOx ay 1 nm lamang at mayroong ilang paghahalo ng ito sa ang layer ng pilak sa panahon ng pagtatasa.

Agad sa ibaba ang pilak, ang manipis Zn at ZnSnO na layer ay makikita, bago ang huling layer AlN at ang glass substrate.

Sa wakas, ang Hiden SIMS Workstation ay madaling magawa ang sensitibong depth profile pagtatasa sa coatings sa salamin, inilalantad ng mga layer ng ​​lamang ng ilang nanometers makapal at sabay-sabay obserbahan mababang concentrations.

Source: Hiden Analytical

Para sa karagdagang impormasyon sa pinagmulan mangyaring bisitahin ang Hiden Analytical