材料表面形貌及成分分析

    通过分析样品的表面/或近表面来表征材料。基于您所需要的资料,我们可以为您的项目选择的分析技术。 我们的绝大部分的技术使用固体样品，有时会用少的液体样品来获取固体表面的化学信息。在许多情况下材料表征和表面分析是很好的选择，绝大大部分属于两类: 
1）已知自己拥有什么样的材料，但是想要更多关于具体性能的信息，比如界面锐度、剖面分布、形态、晶体结构、厚度、应力以及质量。
2）您有对之不是完全了解的材料，想找出有关它的成份、沾污、残留物、界面层、杂质等。

扫描电子显微镜/X射线能谱仪(SEM/EDS)

     扫描电子显微镜/X射线能谱仪（SEM/EDS）是依据电子与物质的相互作用。当一束高能的入射电子轰击物质表面时，被激发的区域将产生二次电子、俄歇电子、特征x射线和连续谱X射线、背散射电子、透射电子，以及在可见、紫外、红外光区域产生的电磁辐射。原则上讲，利用电子和物质的相互作用，可以获取被测样品本身的各种物理、化学性质的信息，如形貌、组成、晶体结构、电子结构和内部电场或磁场等等。SEM/EDS正是根据上述不同信息产生的机理，对二次电子、背散射电子的采集，可得到有关物质微观形貌的信息，对x射线的采集，可得到物质化学成分的信息。

电子束激发样品表面示意图

应用范围：
1．材料组织形貌观察，如断口显微形貌观察，镀层表面形貌观察，微米级镀层厚度测量，粉体颗粒表面观察，材料晶粒、晶界观察等。
2．微区化学成分分析，利用电子束与物质作用时产生的特征X射线，来提供样品化学组成方面的信息，可定性、半定量检测大部分元素（Be4-PU94），可进行表面污染物的分析，焊点、镀层界面组织成分分析。根据测试目的的不同可分为点测、线扫描、面扫描；
3．显微组织及超微尺寸材料分析，如钢铁材料中诸如马氏体、回火索氏体、下贝氏体等显微组织的观察分析，纳米材料的分析
4．在失效分析中主要用于定位失效点，初步判断材料成分和异物分析。
主要特点：
1．样品制备简单，测试周期短；
2．景深大，有很强的立体感，适于观察像断口那样的粗糙表面；
3．可进行材料表面组织的定性、半定量分析；
4．既保证高电压下的高分辨率，也可提供低电压下高质量的图像； 
技术参数：
分 辨 率：高压模式：3nm，低压模式：4nm
放大倍数：5~100万倍
检测元素：Be4-PU94
最大样品直径：200mm
图象模式：二次电子、背散射

应用图片：

PCB铜箔相结构观察（孪晶）	ENIG焊盘剥金后观察
金属断口分析-解理断口	相结构分析-304不锈钢
颗粒形貌观察	颗粒形貌观察
表面异物分析	SMT焊点界面成分分析
微米级镀层厚度测量	Al PVD膜层厚度测量

俄歇电子能谱 (AES, Auger)

    俄歇电子能谱(AES、Auger)是一种利用高能电子束为激发源的表面分析技术. AES分析区域受激原子发射出具有元素特征的俄歇电子。
    AES电子束可以扫描一块或大或小的表面. 它也可以直接聚焦在小块表面形貌上（半导体产业经常要求这样）。聚焦电子束斑到10nm或更小的直径使得AES成为小表面形貌元素分析的非常有用的工具。此外，它能够在可调整的表面区域内栅蔽电子束从而控制分析区域的尺寸。 当用来与溅射离子源的结合时, AES能胜任大、小面积的深度剖面。 当与聚焦离子束(FIB)一起使用时,它对于截面分析是很有用的。
应用范围：
 缺陷分析 
 颗粒分析 
 表面分析 
 小面积深度剖面 
 工艺控制 
 薄膜成分分析
AES优点：
 小面积分析（30纳米） 
 良好的表面灵敏度 
 良好的深度分辨率

飞行时间二次离子质谱仪(TOF-SIMS)

    TOF-SIMS（Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry）采用一次的脉冲离子源激发固体表面的原子和分子基团脱附或离化。所产生的二次离子被加速到在质谱仪中，并按照从样品到检测器的飞行时间而分离。细聚焦的离子束在样品表面扫描形成成分图。深度分布用离子束将材料表面一层层除去的同时分析该层的质谱图而构建。
主要用途：
 定性、定量分析，痕量杂质分析 
 并行性分析原子和分子基团,有机物和无机物分析
 检测和分辨所有的元素和同位素
 识别高分子量有机分子
 深度剖面分析
 检测限达到十亿分之一 (ppb)
 二维和三维表征

典型图谱：

表面痕量元素分析

​

​