Auger 분석과 원리/depth profiling/방법/Spectrum

Auger 분석법은 전자 beam을 시료 표면에 입사시키면 시료 표면으로부터 시료원자 고유의

에너지를 가지는 전자가 방출되는데, 이 전자를 검출하여 시료표면원소의 정성 및 정량분석하는 방법이다.

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1923년 들뜬상태의 원자에서 바닥상태의 원자상태로 전이하는 과정에서 전자가

방출되어 운동하는 것을 처음 발견하였고, 이러한 전자들을 '오제(Auger) 전자'라 부른다.

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이온스퍼터링으로 표면을 식각하면서 분석함으로써,

시료의 깊이 분포(방향)에 따른 구성원소들의 화학적인 조성비를 확인 할 수 있다(depth profiling)

Auger 분석(depth profiling)

화학 결합상태 및 전자구조까지 분석할 수 있다. .

 

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Auger와 X-ray 비교

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Excited state에서 Ground state로 전이되는 과정에서 X-선 혹은 전자를 방출하는데

이때 방출되는 전자의 에너지를 측정하여 분석하는 방법이다.

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표면에서 만들어진 일부의 오제전자만이  시료 내에서 흡수되지 않고 표면으로부터 진공으로 방출되어 그래프상 Peak로 검출된다. 추가로 감도를 향상시키기 위하여 입사각을 달리하면 각도분해능에 의하여 방출 깊이를 변화시켜 표면에 대한 감도를 향상시키는 것이 가능해진다.

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또한 Auger는 검사시에 추가적인 물질이 방해가되어 표면상태가 깨끗하지 않으면 신뢰성이 떨어지므로 시료를 항상 

초고진공 상태에서 분석 진행하여야 한다.(UHV 10^-6 이하)

 

오제전자분광법에서는 전자선을 주사하는 것이 가능하기 때문에 주사전자현미경(SEM, Scanning Electron Microscopy) 기능을 가지고 있으며, 오제스펙트럼에 의한 나노메터의 공간 영역의 원소 분석이 가능하여

오제전자현미경(SAM, Scanning Auger Microscopy)으로 표면구성원소의 2차원상을 직접적으로 얻을 수 있다.

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전자조사계는 전자총으로부터 인출된 전자를 집속시켜, 시료에 조사해 오제전자를 여기 시킨다.

전자총은 전자를 발생시키는 전자방출체(Emitter, Cathod)와 전자량을 억제하는 Whenelt 전극,

전자를 가속하는 양극(Anode)전극으로 구성되어 있고, 여기서 인출된 전자빔은 집광(Condenser)와

집속(Focus)렌즈를 통과하여 시료 표면에서 수 nm^2 공간영역에 집속하며 시료표면에서 수 nA 전류를

얻는다. 시료표면으로부터 방출되는 오제전자의 에너지를 전자분광기를 거쳐 검출기를 통해 측정한다.

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auger 전자의 에너지는 해당원소와 원소와 결합된 환경에 따라 다르기 때문에

auger spectrum으로 기존에 분석된 auger 스펙트럼과 비교하여 분석가능하다.

각 요소는 복잡한 스펙트럼에서 그 존재를 감지하는데에 사용할 수 있는 한 개 이상의 peak를 가지고 있다.

따라서 이러한 특성피크를 비교하여 표면의 상태를 확인하거나 기존과 비교하여 물질표면의 변화나,Particle 생성등을 분석할 수 있다.

 

 

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