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Zentralinstitut für Engineering, Elektronik und Analytik (ZEA)
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Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS)

Methodenbeschreibung:

Die Röntgenphotoelektronenspektroskopie ist eine oberflächenempfindliche (0.5-4nm), zerstörungsfreie Methode zur Untersuchung der Elemente und deren chemischen Bindungen von leitenden, halbleitende und isolierenden Festkörpern und Pulvern.

Grundlagen:

Die Röntgenphotoelektronenspektroskopie nutzt den photoelektrischen Effekt aus, der bei der Bestrahlung von Festkörpern mit Photonen auftritt. Die dabei emittierten Elektronen werden nach ihrer Energie getrennt und detektiert.

Mit Hilfe der XPS kann so sowohl qualitativ und quantitativ die Oberflächenzusammensetzung als auch die Oxidationszustände der vorhandenen Elemente bestimmt werden.

Apparative Ausstattung:

PHI 5000 VersaProbe II mit monochromatischer Alkα Strahlung.

Scienta HIPP II Lab mit monochromatischer Alkα Strahlung und Hochdruckzelle.

Messmodi:

Spektroskopie auch als Mapping

Winkelaufgelöste Messungen zur zerstörungsfreien Analyse von Grenzflächen und Oberflächenverunreinigungen (Angle resolved XPS)

Tiefenprofilierung durch Beschuss mit Ar-Ionen zur Analyse von Schichtsystemen (Sputter XPS)

Valenzbandspektroskopie mittels He-Quelle (UPS)

Probenbehandlungen:

Heizen bis 1200°C in situ

Anlegen von Spannungen

Spalten der Probe

Reinigung der Oberfläche mittels Ar-Ionen Beschuss

Ambient pressure XPS (AP-XPS): Die Proben werden in-situ z.B. O2, N2, H2O, CO2 bei bis zu 25mbar ausgesetzt zur Studie von z.B. Oxidationsprozessen. 

Anforderungen an die Probe:

Es können sowohl Pulver (nicht bei UPS, AP-XPS) als auch Feststoffe in Form von Substraten oder Schichten gemessen werden. Die Probehöhe darf 2cm nicht überschreiten. Die Proben müssen vakuum- und röntgenstabil sein.

Für die Hochdruckreaktionszelle sind die Probenmaße auf 1cmx1cm beschränkt, Probenhöhe darf 0.5cm nicht überschreiten.

Ansprechpartner:

Frau Dr. A. Besmehn Tel.: 02461-61 6774


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