Röntgen­photoelektronen­­spektroskopie (XPS)

Die Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) ist eine Methode der physikalischen Analytik oberflächennaher Schichten <10 nm Dicke. Dabei wird die Probe meist zerstörungsfrei mittels Röntgenstrahlen angeregt und die Energie der freigesetzten Photoelektronen detektiert. Diese ist element- und orbitalcharakteristisch, so dass für viele Materialien sowohl die Elementzusammensetzung als auch chemische Bindungszustände analysiert werden können. Die XPS-Spektren sind standardfrei quantifizierbar. Durch Kombination der Methode mit Verfahren zum Materialabtrag (z.B. Ionensputtern) sind Tiefen bis zu einigen Mikrometern analysierbar.

Unsere XPS-Messungen führen wir an einer PHI Quantera II (Physical Electronics) durch. Das Gerät arbeitet mit einer monochromatischen Al-Kα-Strahlung und ist mit einer Ar-Ionenquelle für die Messung von Tiefenprofilen ausgerüstet.

Unsere Leistungen

  • Oberflächencharakterisierung inkl. Quantifizierung fester Stoffe (Metalle und deren Legierungen, Bondpads, Kontakte, Wafer, Kunststoffe, Gläser  etc.)
  • Bestimmung von Elementbindungszuständen (z.B. Oxidationszustände oder der Anteile unterschiedlicher Bindungspartner über die Entfaltung komplexer Peaks in hochaufgelösten Elementspektren)
  • Messung oberflächennaher Schichten unter anderem zur Untersuchung von Haft- und Lötproblemen
  • Tiefenprofilierung zur Bestimmung der Elementverteilung oder Messung von Verunreinigungen
  • Analyse von Schichtstapeln
  • Ermittlung lateraler Elementverteilungen über Mappings

Anwendungen

  • Analyse von Bondpads (oxidierte Oberflächen, unvollständige Beschichtung, etc.)
  • Analyse von organischen und anorganischen Partikeln sowie Oberflächenverunreinigungen unter anderem für die Qualitätssicherung im Bereich der Medizinprodukte
  • Aufklärung von elektrischen Kontaktproblemen und Delaminationen
  • Schichtstapelcharakterisierung funktionaler Beschichtungen beispielsweise auf Gläsern, Kunststoffen und Metallen
  • Charakterisierung galvanischer Schichten

Probenanforderungen

  • Feste Proben
  • Probe muss kompatibel zu Ultrahochvakuum sein (stabil, kein Ausgasen)
  • Abmessungen: maximal 75 x 75 x 20 mm³
  • Probengewicht: maximal 750 g

Spezifikationen

  • Nachweisgrenze (elementabhängig): 0,01 – 1 At.%
  • Minimale Messfläche Ø ~50 µm (unter günstigen Bedingungen ≥30 µm)
  • Tiefenauflösung: 0,1 – 10 nm
  • Tiefenprofile über Sputtern mit Ar-Ionen bis ~2 µm (max. 4 µm)
  • Winkelaufgelöste Messungen zur Charakterisierung ultradünner Schichten <6 nm Dicke möglich

Normenauszug

Akkreditiert nach:

Hausmethode
SOP M 1177
Oberflächen-, dünnschicht- und mikroanalytische Untersuchungen von Werkstoffen mittels Photoelektronenspektrometrie (XPS: X-ray Photoelectron Spectrometry)

Ihr Ansprechpartner

SGS INSTITUT FRESENIUS GmbH
Königsbrücker Landstr. 161
01109 Dresden

t +49 351 8841-200
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