)tická spektrometrie s doutnavým výb GDOES- spektrochemická analýza prvkového složení • objemová analýza ("bulk analysis") lalýza hloubkových koncentračních profilů (QDP) m j ^^^^ i S ■ k^Io ■ -^Jr jíX ^B J «V lb, — -^ ä % ^ ^"V- JB i \ ., L**^ ^**—--^l, - Si"" --***^ ^.< s N**-" 1^, > BMHHbwbwwwwbw^ seminář Brno, 10.5.2007 200.0 200.0 250.0 300.0 350.0 250.0 300.0 350.0 400.0 400.0 450.0 CKD-249A lili i ■ .J J \i ..... J iL Jih éIÍH 62 h GOO 165.0 170.0 175.0 100.0 105.0 190.0 195.0 -i--------------------------------------1- CKD-180A **ÍL Im, J — ■ *-■*■ á......n.Ľ.^.i.^LLJi JkJ ii éímíéi I áifcá *1^J.. H 60.0 165.0 170.0 175.0 180.0 185.0 190.0 195.0 I I I I I C 1,165.701 nm i i i i C 1,193.089 nm ČKD-249A ]■ H*m -J L _l^ L ..-----------------------i, . ------^_^A--------- -—L. _É*ullU Lil^J bill j ÍÚÁ ill i 1 53 pektrometry s fotonásobiči Exit slits iGratiiig Detectors Entrance slit Source P ľ>rychromátor Paschen-Runge tlivost lický rozsah omezený počet kanálů seminář Brno, 10.5.2007 ■Marshall et al, US Patent 6023330) ^ CCD diffraction of positive orders arrays ■G #3 #1 convex grating, íí^u! 1200 lines/mm, P|are radius = 225 mm G #4 mil7or' h™ diffract, of negative orders CCD radius = 450mm________~"_______________arrays^ optika s detektory CCD (GDS500/ mmmK^ V center of curvature .entrance slit =< GDS *m...........,„„» QQ900A seminář Brno, 10.5.2007 sigm range (nm) n urn b er of ch si n n b J sp? ;tral resolut, depth profiling (option Rr sjourcB (option) GD3Ö5JÜ, Paschen-Runge, PM 75 cm 120-800 up to 58 <25 pm yes GDS3DÜA tered sphere, CCD 22.5 cm 165-464 unlimited '0) pm 85 (7 CJ seminář Brno, 10.5.2007 plikac aplikace : nevyčerpatelný zdroj inspira^ rozvoj analytických metod a postupů jednotlivé aplikace "na mim" po zaškolení možnost vývoje metodiky zákazníkem všechno mezi tím Anlikační laboratoř Praha seminář Brno, 10.5.2007 icke vrstvv: co muže říci metoda GD- hloubkově rozlišená analýza (hl. profily), rozsah: desítky nm až (>) desítky um stechiometrie, tloušťka analýza chemicky složitých systémů (např. oxidace různých slitin a tenko vrstvých systémů spojená s difúzí ve směru kolmo na povrch materiálu) při analýze série vzorků : např. kinetika růstu / parai** difúze u vysokoteplotní oxidace kalibrace : fyzikálně podložený kalibrační model, výjimky a modifikace ... viz dále LLĽ seminář Brno, 10.5.2007 dická východiska : vrstvy vodivé (FeO, NiO, CuO ...) / nevodivé (Si02, A1203, Ti02) - potenciálový spád přes vrstvu oxidy binární / směsné, resp. přítomnost dalších prvků, zejména vodíku dostupnost referenčních materiálů (matrix-matched calibrations) typ požadované informace validace : absolutní množství kyslíku : integrál hl. profilu O přes celou vrstvu spalovací analyzátory kyslíku, např. LEČO TC600 např. 1 um silná vrstva Fe203 na 1 mm silném plechu „přidá" 0.02 % = 2000 ppm kyslíku f... porn ér xk maSE seminář Brno, 10.5.2007 í-Ynf lvza oxidovaných transformátorovvch ulechů ek72 : 0.77 g 02 / m2, na povrchu směsná vrstva MgSi03.MgO LAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA. 30 70 I ^50 -^50 i : Ai xioci 1 1 Fe 1 1 O x2 |______| Si x4 1 1 Mg ®&&® 0_abs x2 07-1 IP, AETí 3 4 5 Depth (micrometers! seminář Brno, 10.5.2007 erorintins": srovnání s Dředchozím vzorkem YZ| >rek 1- g 02 / m2 ... velký rozdíl v rozložení hliníku AI pochází z objemu materiálu ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ .v^ 30 70 ^60 -^50 o Fe-----Fe-----Fe-----Fe-----Fe-----Fe-----Fe-----Fe—Fd Al xiaa Fe O x2 Si x4 Mg O abs x2 -a------in------in------irt Q Na -Mg— Q Al Mo Q-----ä\\ 3 4 5 Depth (micrometers) seminář Brno, 10.5.2007 882246 lvza alkalickv černěné oceu působení horkého kone. vodného roztoku NaOH + NaN03 resp. NaN02 vrstvy obsahují vodík 01234567&9 Depth (micrometers) vzorek poskytl: Ing. Pavel Doležal, FSI VUT Brno technologie: diplomová práce Be. M. Chromého, FSI VUT Brno, 2002 seminář Brno, 10.5.2007 KV í ntifikac rozsahu 165 - 460 nm je 270 dobře detekovatelných čar Fe I a Fe II • z toho 35 je velmi intenzivních a vhodných pro analýzu I * Fe_3 71.994, q uad ratk cu rve ^JDJJ< 30 45 FeO Fe-22%A1 / / / / / k ,/ Zn-12%Fe 1.000 volt 2.00 üi Fe_353.656, lín ea r cu rve 30 45 .045 volt ^JDJ_d seminář Brno, 10.5.2007 noha Drví snižuje rozprašovací rychlosti zeslabuje iontové spektrum (iontové čáry vzhledem k atomovým) zvyšuje emisní výtěžky detailně prozkoumáno pro Zn I, Zn II pro jednotlivé čáry popsáno u Fe, Cr, Al a j. seminář Brno, 10.5.2007 vliv vodíku na spektrum Fe II: 1.60 1.20 - o.ao + 0.40 0.00 12 de ta E H*i 13.60 eV *■ Fe II lines Total excitation energy /eV 16 vodíku je „hodně" atomy H mají velké rychlosti ^H přenos náboje H+-Fe, Ar+-Fe ... neplatí standardní kalibrační mo< seminář Brno, 10.5.2007 podobná geometrie výbojky jako u DC výbojka LEČO: ont coupling" yysoB ofrekvenční doutnavý výboj ... jak to funguje Generator 13.56 MHz Q Z = cca 20 kOhm* U I I ca 40 kOhm i U Blocking capacitor - kapacitní vazba - nevodivé vzorky : impedance obvodu závisí na tloušťce a permitivitě. může se měnit (tenké vrstvy) - impedanční přizpůsobení: 1 • i 1 v r m - generator: 50Q, rezistivni - výboj: 20kQ-lMQ, s velkou kapacitní složkou - ztráty : parazitní kapacity vyzařování („anténa") *) sklo o síle l mm, výbojka 4mm, 13.56 MHz, cca 0.6 pF seminář Brno, 10.5.2007 ex o 0 „True Plasma Power" (TPP® ): přesná kompenzace ztrát ~""^" výboj yi vyl SI tabilizace výboje TPP-p, TPP-Vpp, TPP-Ar(750nm).. ,. zpětná vazba pro dynamické řízení tlaku pracovního dynu lid \dí seminář Brno, 10.5.2007