島津XPS采用的DLD二維探測器，看得見的XPS “快速”平行成像

島津XPS采用的DLD二維探測器，看得見的XPS “快速”平行成像
 
 提到X射線光電子能譜（XPS）技術(shù)，大家并不陌生，其可根據(jù)得到的元素結(jié)合能位置對樣品表面元素及其價(jià)態(tài)進(jìn)行分析；當(dāng)樣品表面成分不均勻時(shí)，大家通常會想到需要借助掃描電鏡、電子探針等技術(shù)觀察元素的分布情況，而大多人對于采用XPS技術(shù)進(jìn)行元素成像了解甚少，那么XPS成像到底具有哪些特點(diǎn)，以及能在哪些方面進(jìn)行應(yīng)用呢？帶著這些問題，小編先帶大家來看兩個(gè)例子。
 
 醫(yī)用紡織品改性分析（C-C、C-O化學(xué)態(tài)成像）
 多聚網(wǎng)狀聚丙烯可以作為醫(yī)用材料，用于疝氣外科手術(shù)和其它軟組織缺損的修復(fù)。但由于親疏水性能的差異，人體中植入這些材料可能會引起感染。為了降低感染率，可以對其進(jìn)行表面改性，例如采用聚乙二醇（PEG）對聚丙烯（PP）進(jìn)行表面等離子體改性，由于PEG結(jié)構(gòu)中存在C-O鍵，而PP中則主要為C-C鍵和C-H鍵，因此可以分別對C-C與C-O兩種化學(xué)態(tài)成像來輔助判斷表面改性的均勻性，成像結(jié)果見下圖1：其中綠色代表PEG涂覆改性較好的區(qū)域；紅色代表較差的區(qū)域，混合區(qū)域代表PEG與PP共存。
 
  PP網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上PEG涂覆材料測試結(jié)果：綠色代表涂覆較好的區(qū)域；紅色代表涂覆較差的區(qū)域
 硅片表面氧化硅顆粒分布（單質(zhì)Si、SiO2化學(xué)態(tài)成像）
 如下圖2為單質(zhì)硅基底表面沉積氧化硅顆粒，通過XPS成像可以表征SiO2及單質(zhì)Si的分布情況，且可以由成像結(jié)果得到在不同區(qū)域的某化學(xué)態(tài)的相對含量，如下選擇了四個(gè)不同的區(qū)域，分別計(jì)算得到了單質(zhì)Si與SiO2的相對含量，該應(yīng)用可拓展至硅片表面生長氧化硅膜、硅片表面氧化硅物種去除等研究。
 
 單質(zhì)Si基質(zhì)上沉積SiO2顆粒的成像結(jié)果：綠色和紅色分別為單質(zhì)態(tài)Si和SiO2的Si2p成像結(jié)果
 
 通過以上兩個(gè)例子，相信大家對于XPS成像技術(shù)的應(yīng)用有了初步的了解。隨著XPS技術(shù)的發(fā)展以及對分析技術(shù)的要求，成像及小束斑（微區(qū)）XPS分析備受關(guān)注，尤其是針對微電子器件和表面改性材料。掃描電鏡、電子探針等技術(shù)可以觀察元素分布情況，但對于超輕元素（如Li）以及元素化學(xué)態(tài)的分布檢測卻束手無策，采用成像XPS技術(shù)可表征由Li~U元素的分布，且可以分別采集元素不同化學(xué)狀態(tài)的成像結(jié)果。島津XPS儀器配備DLD二維延遲線檢測器，具有常規(guī)掃描采譜、快照采譜（較適用于深度剖析過程中成分變化監(jiān)測）以及平行成像三個(gè)模式，可謂身兼數(shù)職！
 
 島津XPS采用的DLD二維探測器，可以同時(shí)采集元素的位置和強(qiáng)度信息，無須掃描樣品臺，因此在數(shù)分甚至數(shù)秒內(nèi)便可以得到元素的化學(xué)態(tài)分布信息，成像分辨率可達(dá)1μm。如下視頻所示，僅在不到2min的時(shí)間內(nèi)便得到了400*400μm區(qū)域內(nèi)Au元素的分布情況；針對得到的元素成像結(jié)果可以進(jìn)行選區(qū)分析，兩個(gè)不同位置測得元素存在很大差異，區(qū)域1表面主要由C、O、Au、F元素組成，區(qū)域2表面則主要由C、O、Si元素組成，在數(shù)分鐘之內(nèi)便可得到幾十微米范圍內(nèi)的元素譜圖，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的微區(qū)分析。
 
 傳統(tǒng)的掃描電鏡、電子探針等技術(shù)較難進(jìn)行超輕元素（如Li）以及元素化學(xué)態(tài)的分布檢測，傳統(tǒng)的XPS技術(shù)僅能給出某一區(qū)域的元素化學(xué)態(tài)，缺少化學(xué)態(tài)空間分布的信息，XPS成像技術(shù)應(yīng)研究需求而生，可以很好的解決以上難題。島津XPS儀器配備DLD二維延遲線檢測器，在兼?zhèn)涓咝Р勺V功能的同時(shí)還可以完成快速平行成像，對半導(dǎo)體器件微區(qū)分析、表面改性/處理等材料的表征提供了有力手段。
 
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