对使用二次离子质谱术的低发射性玻璃的构成和故障分析 (SIMS)分析的 Hiden

包括的事宜

背景
汇总
简介
SIMS
深度剖面分析

背景

分析的 Hiden 在 1981年建立了和在一个 2,130m 制造厂2 目前位于在 Warrington,有人员的英国 50。 一家私有的公司我们的名誉在创建被建立接近和积极关系用我们的客户机。 许多这些客户从事在新技术最前方 - 在等离子研究领域,表面科学,处理的真空和气体分析。 要维护此名誉分析的 Hiden 在这些区在我们的公司内,多年来,设立专门技术的例外级别。

汇总

上漆的玻璃在现代大厦扮演一个主要能源节约角色; 因此玻璃涂层行业极大近年来增长。 典型的低发射性玻璃包括一块稀薄的银色层将夹在中间在其他金属和电介质之间。 SIMS 极其区分意味着它在确定此材料构成和失效机理可能扮演关键的作用。

简介

省能源的大厦的需求导致了玻璃涂层的发展能够反射热 (红外辐射),通过与颜色或被察觉的清晰的一点降低的可见光。 另外,涂层提供一个机会添加颜色到玻璃穿的大厦的外部,造成激发结构上可能性。

多数低发射性 (低的 e) 玻璃的有效的部分是薄层浓厚飞溅存款金属银,典型地仅 10 毫微米。 这受其他金属和电介质层的保护,浓厚产生层栈在 100nm 附近。 在厚度或构成的不一致导致明显的光学差异并且降低性能。

层的原地故障可以是非常昂贵的,特别是如果一个大大厦必须 reglazed,或者许多生产单位受影响。 故障可能由对化学制品,不正确处理或者生产缺陷的不相应的使用造成。 二次离子质谱术 (SIMS)提供一个迅速和有效分析工具为产量控制或故障分析。

SIMS 能评估层构成和检测污染物例如可能直接地攻击和使这块银色层变暗的氯和硫磺。

SIMS

二次离子质谱术使用集中的,单能,化工纯离子束典型地 1 - 飞溅的 10 keV 腐蚀表面在分析下。 被电离的附属微粒在质谱仪然后被分析并且被检测。 在非常低离子束当前分析被限制对顶部少量单层 - 非常好为表面污染的检测。 因为离子束剂量是被增加,并且飞溅变得更加积极,更加深刻的层随后显示和浓度,当深度的功能可以是确定的。

通常 SIMS 深度剖面存在与对数浓度缩放比例由于可以达到的极其力学范围,范围从 ppb 到在同一个分析的批量项目货签。

在对绝缘的范例的分析期间,例如玻璃,一堆低能源电子用于,防止表面电荷积累。

存在的这个分析这里做使用 Hiden SIMS 工作区,用 IG20 气体离子枪和格言 SIMS 分析程序装备的一台完全和高度灵活的四极 SIMS 仪器。 组成部分也是可用的分别地使高性能 SIMS 配置在客户现有的仪器 (例如 XPS 或木钻),或者优选这个流程的一个特殊部分的分析。

深度剖面分析

如下所示的 SIMS 深度剖面收集了使用 5keV Ar 离子集中对 80ìm 地点和 rastered 在区 400 x 550ìm。 正附属离子收集了,并且 500eV 电子洪水被使用防止表面充电。

SIMS 一个低的 e 玻璃范例的深度剖面

SIMS 深度剖面很好与如下所示的设计说明一致,

开始在显示的表面,第一块层是非常稀薄的和由前平衡区域部分消耗在这个分析的开始。 然而,锌和罐子信号明显地是存在表面。 有一个高硅信号 (几乎上升到级别的那在玻璃基体) 建议一块稀薄的 SiO2 层可能存在 ZnSnOx 附近。

氮化硅层描绘为硅的统一浓度,然而,此层也包含铝,估计有 ~7% (基本)。

范例的光学图象在分析期间的如看见由仪器照相机系统

在罪孽层谎言下 AlN 的一个相似的厚度。 有趣地,在此层中哥斯达黎加信号从三个数量级上升,虽然在这个最后的峰顶下。 SIMS 完全配合与此种低浓度功能的调查,并且为这个分析存在了在这里它必要极大减少区分保证哥斯达黎加信号的峰顶没有饱和这台探测器。

在 AlN 下的区域包含包含锌、 Al、 O Ni 和哥斯达黎加的这块稀薄的银色层和其关联稀薄的防护墙层。 NiCrOx 层的设计厚度只是 1 毫微米在分析期间,并且有若干混合此到这块银色层。

立即在银下,稀薄的锌和 ZnSnO 层在最终 AlN 层和玻璃基体前是可视的。

总而言之, Hiden SIMS 工作区容易地能执行在玻璃涂层的敏感深度剖面分析,浓厚显示仅一些毫微米层和同时观察低浓度。

来源: 分析的 Hiden

关于此来源的更多信息请参观分析的 Hiden

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

Last Update: 14. June 2013 03:54

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