ISSN:
1618-2650
Keywords:
Oberflächenanalyse, Spektrometrie
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ESCA
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Überblick
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Chemistry and Pharmacology
Description / Table of Contents:
Zusammenfassung ESCA (nach Siegbahn: Electron Spectroscopy for Chemical Analysis) beruht auf dem Photoeffekt an inneren Atomorbitalen und ist auf alle Substanzen anwendbar. Die Routineuntersuchungen werden überwiegend an Festkörpern durchgeführt. Informationsträger sind Photo- und Augerelektronen, die verlustfrei von der Festkörperoberfläche emittiert werden. Auf Grund der Oberflächenempfindlichkeit gehört ESCA zu den mikrochemischen Verfahren. Die erfaßte Schichtdicke ist gegeben durch die Austrittstiefe der Photo- und Augerelektronen. Sie beträgt einige Monolagen, maximal 100 Å. Man kann davon ausgehen, daß bei einer untersuchten Fläche von 0,5 cm2 und homogener Verteilung eines Elementes in den obersten 100 Å eine Konzentration von 1 % noch sicher nachgewiesen wird. Die Empfindlichkeitsunterschiede von Element zu Element liegen innerhalb eines Faktors 10. Matrixeffekte sind noch wesentlich geringer. Deshalb sind gute Voraussetzungen für eine quantitative Analyse gegeben. ESCA ist zwar nicht direkt ein Verfahren zur Spurenanalyse, wohl aber nach geeigneter Anreicherung. Der besondere Vorteil von ESCA liegt darin, daß man nicht nur Elemente nachweist, sondern an Hand von chemischen Verschiebungen, Linienaufspaltungen und Shake-up-Satelliten zuverlässige Aussagen über ihren Bindungszustand erhält. Weiterhin kann innerhalb des Bereiches der Austrittstiefe der Photoelektronen differenziert werden; dadurch ergeben sich Möglichkeiten zur zerstörungsfreien Aufnahme von Tiefenverteilungen von Elementen und Verbindungen. Zum Vordringen in tiefere Schichten kann ESCA mit abbauenden Verfahren gekoppelt werden. Nach Ionenbeschußabbau ist wegen ioneninduzierter Reaktionen in der Regel jedoch kein Verbindungsnachweis mehr möglich.
Notes:
Summary ESCA — or Electron Spectroscopy for Chemical Analysis (the term used by its inventor, Siegbahn)-is based on the effects of X-rays on the inner orbitals of atoms and is applicable to all substances. Routine ESCA investigations are carried out chiefly on solids. The information is provided by photo- and Auger electrons, which are emitted from the surfaces of solids without energy losses. Because of its surface sensitivity ESCA may be regarded as a microchemical method. The comprehended layer thickness is given by the escape depths of the photo- and Auger electrons. The range is from a few monolayers to 100 Å. As a rule, an element that is distributed homogeneously in the uppermost 100 Å of an area of 0.5 cm2 can still be detected reliably at a concentration of 1%. The differences in sensitivity from element to element are within a factor of ten. Matrix effects are considerably smaller still. ESCA is therefore well suited for quantitative analysis. Though not directly suitable for trace analysis, ESCA can be used for that purpose after appropriate enrichment techniques have been applied. The special advantage of ESCA is that, in addition to detecting elements, it provides reliable information on their valence states by means of chemical shifts, line splitting and shake-up satellites. Apart from this, ESCA permits in-depth discrimination within the range of the escape depths of the photo electrons; it therefore provides opportunities for the non-destructive recording of the depth distributions of elements and compounds. For investigation of lower layers, ESCA can be combined with methods which involve the removal of outer layers. After removal of layers by ion bombardment, however, ion-induced reactions generally prevent the detection of compounds.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF00470128
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