/ Auger (AES)

Spectroscopie Auger (AES)

La spectroscopie Auger permet d’obtenir: des images à très haute résolution de la surface d’un échantillon en plus d’obtenir la composition chimique élémentaire (semi-quantitative) d’une très petite surface (quelques microns carrés).

Dans un microscope Auger, un faisceau d’électrons irradie la surface sous étude et éjecte un électron d’une couche électronique inférieure. Afin que l’atome excité retrouve son équilibre, un électron d’une couche électronique supérieure se déplace à une couche électronique inférieure, transférant son surplus d’énergie à un électron Auger qui est alors émis par l’atome.  La spectroscopie par électrons Auger a de multiples applications pour l’analyse de défauts et de particules, dans une vaste gamme d’industries telles que la microélectronique, le biomédical ou le domaine pharmaceutique.

Ce microscope est aussi muni d’un détecteur EBSD (détecteur d’électrons rétrodiffusés) qui permet d’obtenir énormément d’information sur la texture crystallographique d’échantillons (figure de pôles, orientation et taille des grains). Par ailleurs, comme le microscope travaille à très haut vide (UHV) il est particulièrement adapté aux analyses de matériaux formés de très petits grains (moins de contamination durant les longues analyses).

 

Paramètres d’analyse

Matériaux analysables: Solides inorganiques
Type d’information obtenue: Élémentaire
Précision: Semi-quantitatif
Limite de détection: 0.1% à 1 % atomique
Profondeur d’analyse: 5 premiers nanomètres avec possibilité de faire des profils sur un micron
Plus petite zone analysable: 1 micron de diamètre

Utilisation

Analyse de composition de couches minces

Analyse de défauts

Analyse de surface

Profil de composition en profondeur

Analyses crystallographiques

 

 

Avantages:
-Analyses de très petites sections (quelques microns carrés)
-Analyse semi-quantitative
-Imagerie avec une excellente résolution
-Détermination du degré d’oxydation de certains éléments

Désavantages:
-Composition élémentaire seulement (information limitée pour les organiques)
-Technique sous haut vide

Exemple 1

La spectroscopie Auger (AES) permet la distinction entre le silicium élémentaire (Si) et le silicium oxydé (SiO2). Il est donc possible, par microscopie Auger (SAM), d’imager la surface de puces électroniques et de détecter la distribution de Si et de SiO2.

Exemple 2

La spectroscopie Auger est une technique complémentaire à l’analyse dispersive en énergie (EDS), communément utilisée en combinaison avec la microscopie électronique (SEM) pour l’identification élémentaire. Par exemple, l’EDS ne démontre pas une bonne sensibilité aux éléments légers alors que l’AES les détecte aisément. Aussi, l’AES est une technique sensible à la surface, avec une profondeur de sonde d’environ 5nm alors que la profondeur d’information par EDS est plus grande par un facteur de 100. Cette sensibilité à la surface peut permettre d’identifier des problèmes de ségrégation de surface ou d’appauvrissement dans des alliages. Elle rend aussi possible, en combinaison avec la pulvérisation, l’exécution de profils en profondeurs avec une grande résolution, par exemple sur des matériaux multicouches.

Exemple 3

Récemment, certain groupes de recherche ont démontrés la possibilité de déterminer l’épaisseur de films de graphène (le nombre de monocouches) par AES sur différents substrats. Cette technique permet aussi l’identification de défauts et de dopants présents dans les films de graphène.

Éléments détectés : Lithium – uranium

Résolution latérale : ~ 10 nm

Autres caractéristiques : EBSD-UHV, chambre de préparation, imagerie durant chauffage, pulvérisation par faisceau d’ions

Manufacturier : Omicron

Modèle : Nanotechnology

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