《材料表面界面和微结构分析表征》复习提纲1

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1、《材料表面界面和微结构分析表征》复习提纲绪论掌握现代分析技术的原理、特点和分类。作业与思考:试述体分析,表面分析和微区分析的概念并举例.第一章表面科学与表面分1.了解表面分析仪的组成、各部分的功能和要求；2.掌握X-射线发射机理、命名、谱线波长和相对强度变化规律。3.掌握电子能量分析器工作原理以及表述方法。作业与思考：1.画图并通过数学推导详述CHA电子能量分析的工作原理；2.画图并说明特征X-射线发射机理；3.画图并说明特征X-射线的命名、谱线波长和相对强度的变化规律。第二章俄歇电子能谱1.掌握Auger效应，Auger跃迁的过程和Auger电子的命名2.了解A

2、uger电子能谱的认识3.掌握决定Auger峰能量的因素4.了解Auger峰精细结构与化学状态分析5.掌握Auger信号强度与AES定量分析（概念、方法和公式等）。作业与思考：1.分别画图并说明电子和X-射线与物质相互作用产生Auger电子跃迁的过程；2.决定Auger信号强度的主要因素有哪些？(1)元素电离几率；(2)Auger跃迁几率；(3)Auger的逃逸深度。入射电流强度IP电离几率σax(1+γm)俄歇跃迁几率PA仪器因素T&D原子浓度NA信息深度Z3AES定性分析的依据是什么？(1)峰位(能量)，由特定元素原子结构确定;(2)元素的峰数，由特定元素原子

3、结构确定(可由量子力学估计);(3)各峰相对强度大小也是该元素特征;以上三条是俄歇能谱定性分析的依据，这些数据均有手册可查。4.AES定量分析方法和对应公式是什么？标样法灵敏度因素法5.根据不锈钢样品的AES谱图，量得Cr529(eV)、Fe703(eV)和Ni848(eV)的Auger峰高分别为4.6、9.8和1.6，查表得Cr、Fe和Ni对应的灵敏度因子分别为0.28、0.19和0.26,试计算该不锈钢样品表面的Fe、Cr和Ni的含量(%)。第三章X射线光电子谱1．XPS和AES分析的特点对比2．掌握XPS基本X光电子产生和能量关系3．掌握XPS谱图认识：主结

4、构和产生机理4．化学位移及化学状态分析5．掌握灵敏度因子法XPS定量分析（概念、方法和公式等）。作业与思考：1.Auger电子和X光电子的动能各由哪些因素决定？Auger电子能量只与激发过程中涉及的原子轨道有关，X光电子的能量还与入射源的能量有关。2.如何区别Auger电子和X光电子峰?饿歇e峰位与入射源能量无关X光e峰位与入射源能量有关因此，换入射源后，峰位不变的是Auger电子峰，而峰位移动的是X光电子峰。3.AES定量分析中的相对灵敏度因子与XPS中的灵敏度因子有何区别？IsAg351为纯元素Ag在能量351eV处的最强Auger峰的强度，可见SA表示A元素

5、相对于纯Ag的灵敏度。Sj=fσθνλAT称为元素j的灵敏度因子，则Ij=nj·Sj一般定义元素氟的灵敏度因子SF=1，并对各元素的Sj进行行归一化理。4.AES和XPS中的强度分别指什么？（提示：一个是峰的积分面积，另一个是正峰减负峰的峰高度）5.画出并解释MgK激发Ag的XPS图的主结构.从该图中可以获得哪些信息？第四章扫描电子显微镜1.了解扫描电镜的工作原理；2.掌握电子激发信息的种类及深度（液滴模型）；3.掌握扫描电镜中图像的衬度分析；重点掌握二次电子、背散射电子成像特点。4.了解电子探针的工作原理，掌握点线面分析模式的用途；5.通过对比分析了解波谱仪和能

6、谱仪的特点。作业与思考1、简述二次电子、背散射电子成像特点。①由于SE的产额δ∝cosθ与表面形态一一对应，二次电子的强度对表面形貌的变化敏感，故可以用以形成形貌衬度像。②SE主要来自于样品表层50—100A的深度范围,电子束未向横向扩展，所以SE的分辨率相当于束斑直径，分辨率高，适于显示形貌细节特征。①样品表面平均原子序数Z较高的区域，产生较强的BSE信号，图像较亮，而Z较低的区域,图像较暗，形成成分衬度或称原子序数衬度像。②BSE出射的区域比SE深且宽,所以分辨能力比SE差,一般为150A。2．画图说明背散射电子成像时如何获得形貌衬度像和原子序数衬度像。3通过

7、液滴模型分析扫描电镜各种图像的分辨率的差异。俄歇电子的发射深度最浅<20A,二次e次之<100A;背散射e较深，而特征X射线的发射体积和深度均最大，分辨率最低。4一镀金的铜引线横断面如图所示。以入射电子束照射，用新型(对偶)半导体探测器检测背散射电子信号。要求：（1）说明用对偶半导体探测器检测信号有什么好处？粗糙表面的原子序数衬度往往被形貌衬度所掩盖,为了区别BSE像中的形貌衬度和原子序数衬度,采用新型半导体电子探测器。它是由装在样品上方的一对硅半导体组成,对原子序数而言,两侧检测器接收的BSE信号强度是一样的,对形貌来说则是互补的,利用电路上的加法处理可使原子序

8、数信号放大