材料分析 Materials Analiysis

X線光電子分光分析(XPS)について

2011年3月25日

種材料のごく表面(数nm(ナノメートル))の元素分析を行う手法として、X線光電子分光分析(XPS)、オージェ電子分光分析(AES)、二次イオン質量分析(SIMS)などがありますが、ここではXPSについてご紹介します。

XPS( X-rays Photoelectron Spectroscopy )は、ESCA(エスカ ; Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)とも呼ばれている表面分析手法です。

超高真空中で試料へX線を照射すると、光電効果によって真空中に光電子が放出されます。この光電子が分光器を通って得られるエネルギースペクトルを解析することによって、試料表面の構成元素(水素とヘリウムを除く)や化学結合状態(酸化、窒化など)の情報を得ることができます。なお、検出下限は、0.1%程度です。

光電子が放出される領域は、表面から数nmと非常に薄いため、ごく表面の情報を知ることができます。また、イオンビームを照射してエッチングを行えば、最表面から深さ方向への試料内部の元素情報を得ることもできます。

XPSの原理と測定スペクトルの例

分析対象試料としては、固体試料(板状、棒状、粉体)の分析が可能であり、金属や半導体といった導電性がある試料だけでなく、プラスチック材料、ガラス材料、セラミック材料のような絶縁材料も帯電中和を行うことによって分析が可能です。ただし、超高真空中で分析を行うため、試料自身から多量のガスが発生するものは分析が困難です。
めっき膜などの表面処理材料や多層薄膜の分析、表面改質したプラスチック表面の分析、表面変色部の分析などに活用できます。

ご興味がございましたら、下記のホームページよりお問い合わせ下さい。

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