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Auger Electron Spectroscopy(AES)

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최초등록일 2008.05.13 최종저작일 2008.04
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Auger Electron Spectroscopy(AES)
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    목차

    AES란 무엇인가?
    Surface Sensitivity
    Auger 과정이란?
    Auger 전자의 에너지
    Auger 스펙트럼
    AES의 구조
    AES분석의 종류
    대표적인 분석방법과 다른 분석법과의 비교
    요약 및 결론

    본문내용

    Auger Electron Spectroscopy (AES)
    AES (Auger Electron Spectroscopy)
    수백 Å 크기의 Electron beam을 재료의 표면에 입사 방출되는 Auger electron의 에너지를 측정하여 재료표면을 구성하고 있는 원소의 종류 및 양을 분석해내는 표면분석 장비이다.
    Surface Sensitivity
    표면선택성 (Surface Sensitivity)
    투과거리가 긴 x-ray는 표면이하 깊은 곳에서 발생해도 표면 밖으로 나올 수 있지만 대부분의 Auger 전자는 짧은 투과거리 때문에 표면 근처에서 발생하는 것만 초기의 에너지를 보유한 체 밖으로 나올 수 있다
    Auger 과정
    Incident particle
    - Electron, X-ray
    Emission (안정화)
    -Auger electron, X-ray fluorescence
    2KeV 이하의 낮은 결합에너지의 경우에는 Auger electron emission
    지배적임
    ② hole



    Auger 과정
    Auger전자
    Auger 과정의 초기 상태 : x선이나 E-beam 또는 다른 형태의 에너지 원에 의해 형성된 핵심부 구멍이 생성
    에너지원
    X-선, E-beam
    마지막 전자 즉 원자계를 떠나 자유 전자로 되는 전자
    Auger 전자의 에너지
    운동에너지 E(KL1L3)= E(K)-E(L1)-E(L3)
    E (K), E (L1), E (L3) 각 껍질 에너지
    E-beam의 에너지와는 무관하며 원자 내의 각 껍질의 에너지에만 의존
    Auger 전자를 하나 방출하는 과정에 참여하는 궤도 함수 K, L1 ,L3
    Auger 과정 -> KL1L3 전이
    Auger 전자 -> KL1L3 Auger 전자
    Auger electron 의 에너지는 원소마다 고유함
    재료의 구성원소를 구분할 수 있다
    : Spectrometer work function
    Z
    : Atomic number
    Auger 스펙트럼
    E-beam 시료 표면에 충돌 :운동에너지가 낮은 이차 전자들이 넓은 에너지 구간에 분포되어 다량으로 방출
    Auger 봉우리를 보기가 어렵다.
    전자의 계수율을 미분하여 나타낸다. 양의 봉우리와 음의 봉우리가 나타나며 관습상 음의 봉우리의 에너지를 Auger에너지로 취한다.
    AES의 구조
    (1) Electron Gun
    - Filament의 종류 : W, LaB6, Field emission filament
    (2) Energy Analyzer
    Cylindrical Mirror Analyzer
    Concentric Hemispherical Analyzer
    CAE(Constant Analyzer Energy mode)
    CRR(Constant Retard Ratio)
    (3) UHV chamber (10-10 torr)
    (4) Ion gun
    AES분석의 종류
    Auger Image Mapping
    이차원 표면에 존재하는 특정 원소의 분포 상황을 보여주는 것으로 electron analyzer의 에너지 범위를 분석하고자 하는 원소의 Auger 특성 에너지 값을 포함하도록 설정한 후 전자 빔을 분석면에 주사시켜 위치별로 감지된 Auger 특성 피크의 신호 경도에 따른 명암 차이로 나타내는 것.
    Image mapping of elements in MOS device cross-section.
    AES분석의 종류
    Line scan
    Image mapping
    AES분석의 종류
    (2) Auger Spectra : 점 또는 면에 존재하는 원소의 정성, 정량분석 가능.
    정성 분석 : 에너지별 전자 신호 강도 N(E)를 측정하여 원소별 Auger특성 피크를 확인하여 원소의 종류를 알 수 있음.
    정량 분석 : 원소별로 Auger 특성 피크를 포함하는 에너지 범위를 설정하여 N(E)를 측정하고 원소별 감도 인자(element sensitivity factor)를 고려하여 원소별 조성 비를 얻을 수 있음.
    Auger dN(E)/dE spectrum of InGaAsP standard Sample.
    AES분석의 종류

    참고자료

    · 각종 도서관 책자
    · 각종 인터넷 사이트
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