ICS01.040.71,71.040.40
中华人民共和国国家标准
GB/T 22461—2008/ISO 18115:2001表面化学分析
Surface chemical analysis--Vocabulary(ISO181152001,IDT)
2008-10-30发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2009-06-01实施
下载标准就来标准下载网GB/T 22461—2008/ISO 18115:2001前言
2缔略语
3格式
1表而分析方法的定义
5表面分析调汇的定义
附录A(资料性附录)术语补充说明参考文献
中文索引
英文索引
本标准等同采用1SO18115:2001《表面化学分析——词汇》本标准的附录A是资料性附录,
本标准由全国微束标准化技术委员会提出。本标准由全国微束标准化技术委员会(SAC/TC38)归口。本标准负责起草单位:北京大学、清华大学。本标准主要起草人:黄惠忠、曹立礼。GB/T22461—2008/ISO18115:20011
GB/T22461—2008/ISO18115:2001引言
表面化学分析是个重要的领域,涉及来自不同领域和有不同背景人们间的相互交流。从事表面化学分析的人们可能是材料科学家、化学家或物理学家,具有从事实验或理论研究的背景。使用表面化学数据的人们不仅仅是上述人员,也可以足其他学科的人员用现有的表面化学分析技术,可以获得来自接近于表面区域(般在20nm内)的成分信息。随差表面层的去除,用该技术可得到成分-深度信,本标准中包含表面分析技术的范畴,已从电子能谱和质谱扩展到光谱和X射线分析。上述技术的概念源自核物理和辐射科学以至物理化学和光学等广泛领域。
广泛的学术领域和不同国家独特的用法导致了对专用词汇不同的解释,从而会用不同的词汇描述相同的祝念。为了避免由此产生的误解和使于信息的交流,有必要明确概念,采用正确的词汇以确定其定义。
1范围
表面化学分析
本标准定义的词汇适用」表面化学分析。2缩略语
TOF 或 ToF
Auger electron spectroscopy
compositional depth profile
cylindrical mirror analyser
clectron volt
eletrun energy loss spectroscopyenergetic ion analysis
electron probe micraanalysisGB/T22461—2008/ISO18115.2001词汇
俄歌电子能谱
成分深度剖析
筒镜型能量分析器
电子伏
电子能量损失谱
荷能离子分析
电子探针品微分析
electron speetraseapy for chcmical analysisfast arombombardmcnt mass spcetromctryfull width at half maximurn
glaw diseharge speclronetry
glow discharge optical emission spectrometryglaw dischargc mass spectrometryhigh-cncrgy ion-scattering spcetromctryhemispherical sector arralyserion bearn unalysis
low-energy ion scattering spectrometrymedium-cncrgy ion-scattering spcctromctrypcak to pcak
Rutherlord backscattering spectrotnetryrctarding field analyser
scanning Auger microscope
sputter depth profile
scanning clcctron microscopcsecondary-ion ness spectrometrysputtered neutral rmass spectrometryspherical sector analyser
time of light
total-reflection X-ray fluorescence spcctroscopyultra-violet photoelectron spectrascopyX ray photoeletron spectroscopy化学分析用电子能谱
快原子轰击质谱
半高峰宽
辉光放电谱
辉光放电发射光谱
辉光微电质谱
高能离子散射语
半球型能量分析器
离子束分析
低能离了散射谱
中能离子散射谱
峰-峰值
卢福背散射谱
减速场分析器
扫描俄歌显微镜
溅射深度剖析
扫描电子显微镜
二次离子质谱
溅射中性粒子质谱
球扇型能量分析器
飞行时间
全反射X射线荧光光谱
紫外光电子能谱
X射线光电子能谱
GB/T22461—2008/IS018115:20013格式
3.1定义中粗体字词语的用法
本标推中,把定义的词语或在另一个条日中定义的注释印成粗体字。而在条日中首次出现该词语时才印成粗休。
3.2非优先采用和不采用的词语
以细体列出的词语是非优先采用或不采用的,优先采用的词语则以粗体字印出3.3专业领域
当词语涉及多个概念时,必须指明每个概念所属的专业领域。在定义的起始处,以细体字在尖括号内表示。
表面分析方法的定义
agYeetron
俄歇电子能谱
用电子能谱仪测
注:常使用能量范
pectroscop
自表面发射
俄款电子能品
keV--30
寸,俄款电子能谱话
无附加说明
当用申子束的
天老量参考既可
动态二次离情
分析时以是
注1:动态二次
dynamic
速率溅射林
谱带简称一次
注2:测量时离面剂量酒常超过
化学分析用电配
V韵电子电
语通带
束激发。用
种方法
射线源目
级,也可以尽真空能绒
生可用X身线,高产和其他束源激发,但饿歌电子能量是以费米能级为参考;但带以直接或微分形式表示。
代能认为原表面是无损份的一种二次离子质谱,金见P
electron
spectroscopy
包括AES和X
类方法
注:河语 ESCAB舞合
来,XPS已被优先
快原子轰击质谱
emisal uualysisESCA
谱(XP措述更加清楚自1980年以ton Opmbardment mass spectrometryFABMSfast
用质谱仪测量出快中性原子轰卡样品所发射二次离子质荷比车度的种方法。4.5
辉光放电质谱glowdischargemass spectrometry,GDMs用质谱仪测量表面辉光放电产生的离子质荷比和度的一种方法。4.6
辉光放电发射光谱glowdischargeopticalemissionspectrometry,GDOES用发射光谱仪测量表面辉光放电发射的光的波长和强度的一种方法。4.7
辉光放电谱glowdischargespectrometry.GDs用谱仪汉量表面辉光放电的相关强度的一种方法,注:此通用词语,包括GDOES和GDMS。2
离子束分析ionbcamanalysis,IBAGB/T22461—2008/1S018115:2001分析固体材料最外层原了组成和结构的种方法,该方法用单色能量利单电荷探针离子经表面散射后检测和记录其强度与能量或散射角或两者的函数关系。注:低能离子散射语(LEISS)、中能离子散射语(MEISS)和卢愁福背散射谱(RBS)都属于离子分析,其探针离子能量的典型范周分别为0.1kcV~10keV,50keV~200keV,1MeV~2MeV。上述分类代表了基本物理过程不同的的三个能量范田。
二次离子质谱secondaryionmassspectrometrysIMs用质谱仪测量荷能离子轰击样品所发射二次离子质荷比和半度的-种方法参照动态二次离子质谱,静态二次离子质谱注:通常二次离子质谐分为动态和静态,动态测量时材料表百层被连续剥离,静态诞量时离了的面剂量低了10\iors/m,表面基本上保持无损状态。4.10
溅射中性粒子质谱sputteredneutralmassspectrometry,SMs用质谱仪测量出粒了轰击样品所发射的中性粒子,被一次电离后质荷比和丰度的种方法,注:中性粒子可用等离子体、电子或光电离等方法检测。4.11
静态二次离子质谱staticSIMS
分析时以足够慢的速率射材料表面,认为原表面尤明显损伤的一种二次离子质谱。参照动态二次离子质谱
注:测量时离子面剂基低于10ions/1n,其值在-定程度上取决于样品封料和被分析分子碎片的大小。4.12
全反射X射线荧光光谱totalreflectionX-rayfluorescencespectroscopy.TXRF全反射条件下,用X射线普仪测量人射X射线照射表百所发射的X射线荧光能量分布的一利方法。
紫外光电子能谱ultra-violetphotoelectron spectroscopy,Ups用电子能谱仪测量紫外光子辐照样品表面发射的光电子能量分右的一种方法,注:适常使用的紫外光源包括不同类尽的效电源,能产生各种气休的共振线(例如Ile工和IIeⅡ发射线的能量分别为21.2eV和40.8eV)要产生可变能量,用同步辐射。4.14
X射线光电子能谱
X-ray photoeleclron spcctroscopy , XPs用电子能谱仪测量X射线光子辐照样品表面所激发的光电了和俄歇电了能量分布的种方法。注:逆常用的X射线源是非单色化的Al和Mg的KaX射线,其能量分别为1486.6eV和1253.5eV,现代仪器也使川单色化的AIKX射线。有些仪器使用其他阳极的X射线源或者同步辐射。5表面分析词汇的定义
线性吸收系数ahsorption coefficient,linear线性衰减系数。
质量吸收系数
质量衰减系数
absorption coefficient, massattenuation coefficient, massTXRF、XPS>表达式(u/p)△(pa)中的/e量。部分特定类型平行粒子或射线束穿过一物质3
CB/T 22461—2008/IS0 18115:2001的质量序度△(p)薄层时的损失,在极限情况下△(p)趋于0,()沿人射束方向测量。参照袁减长度
注1:e为物质的质盘密度,为人射束方间上的距离,注 2:人射束的强度或粒子数随距离r:以 exp(一pr)衰变注3:质量衰减(吸收)系数是线性衰减(吸收)系数与物质质量密度的商5.3
外来污染碳参考adventitious carbon referencingXPS>将实验测得的吸附在样品表面的碳氢化合物的C1s结合能与其标准结合能比较,以确定样品的荷电电位。
参照内标碳参考
NCHINA
注:虽然某些分折者根据衬
eV作为相关C
改性层altered
粒子轰击>
例:当4keV
币更锁向于用284.6eV到285.2ew范固内的%差击下,
近法向人
的表面变成了化学配比的SiO,愈5.5
分析面积
aes area
<样品》所
品表面的
s area
分析面积
市效应使化
翡表击硅
来处氧液
谱仪产样品表面分析点的!
分数。
分析体积
<样品>样品检测
维区域
分析体积
analysis
谱仪>谱仪内的三维
临界角anglc,critical
态或物理结构改
化的提射在是够长
愈低。
它与语议轴成
值,旧常常采用标称值2850
的材料面区间。
时间达到意态质大约15nm深度
号规定的百分数
此检测到信号的全部或规定的百角由
的规定口分数,
该区域可检测到全部或规定再分比的分析信号。、TXRF>当X射线荧光随掠射角分布时,样品基体的X射线荧光位于第一转折点时的掠射角,5.10
掠射角angle,glancing
TXRF人射束利平均表面之间的来角。注:入射角和掠射危互余,
磨角anglelapping
机研磨样品,使与原表面成一角度的制样方法。参照球坑,径向面。
注:该角度常小于1,以使相对于原来表百的深度信息被转换为横向信息。4
魔角magicangle
GB/T224612008/ISO18115:2001
分析器进口轴向与入射到样品表面的X射线方向间成54.7°的夹角。注:在魔角,对于非偏抵文射线辐照孤立原子,面从其发射的光电子角分布可应用简单的偶极理论。即预计每单位立体角的强度与假设散射是各向同性时所得到的强度相同。5.13
发射角angle of cmission
粒子或光子离开表面时的轨迹和该处表面法线或平均表面法线之间的变角。注:需要指明特定表百的然线,5.14
入射角angleor ineidence
人射束与该处表面法线或平均表而法线之间的灾角。注:需要指定特定表面的法线·如粗糙表点中基本部分的法线或平均表百的法线,5.15
散射角angleof scattering
人射粒了或光了的方向与散射后粒子或光子穿行的方向之间的角度。5.16
angle-resolvedAFS,ARAFS;angle-dependentAES角度关系AES
测量假歇电了强度与发射角关系的一种方法:5.17
变角XPSangle-resolvedXPS;ARXPS,angle-dependentXPS测最X射线光电了强度随发射角而改变的一种方法,注:常用该法测量人约5nm厚的表齿层内的不同元素或化合物随深度分布的信息。5.18
分析器立体角anglesnlid,ofanalyzcr从样品某一点发射的粒于或光子传输到检测器时分析器的立体角。参照分析器传输函数
检测器立体角angle,solid,of detecterEIA、RBS从束斑中心处作为起始点由检测器截取的立体角。5.20
飞离角angle,take-ofr
粒子在离开表面时的轨迹和该处或平与表平面之间的角度。注1:需要指出特定的表平面。
注2:飞离角与发射角互为余角。注3:从前,飞离角有时被错误地意指为发射角,5.21
非对称参数asymmetryparameterS
注:该式适用手气体,而用于同体时,应作弹性散射效应修正5
GB/T22461—2008/IS018115:20015.22
原子混合atomicmixing
在表面区由于与人射粒子的能量交换导致样品原子的迁移。参照级联混合,联碰撞级,离子束诱导的质量迁移,撞击,反冲注入。5.23
衰减系数attenuation coefficicnt当穿过物质薄层△天,且趋近了零极限时在表达式产△中需从特定粒子或辐射的平行束中去除的分数量1,此时须在束的方向测量A。参照衰减长度,质量吸收系数。注1:束中的粒子强度或数目随距离工接cxp(u/r)衰践注2:衰减系数常被川来代替线性衰减系数和应用在EPMA中,两者与应用在AES和XPS中的衰减长度互为倒效、
衰减长度attenuation length
表达式4/中的量。当平行的特定粒子束或射线束在穿过物质薄层△,且元趋于0时所去除的分数量,么沿平行案的方向测量参照衰减系数,衰变长度,有效衰减长度,电子非弹性平均自由程,线性吸收系数,质量吸收系数。注I:束流中的粒子强度或啦子数目随距离按exp(/D衰变。注2:对固体中的电子,出于弹性散射效应它只是近似于指数衰变,这种近似法有效时,便用有效衰减长度这个词语,
有效衰减长度attenuationlengtheffective对给定的应用,当发射深度分布函数充分地接近指数时,此即为平均发射函数衰减长度。参照衰减长度
注:在AF和XPS中常用有效衰减长度措述由非弹性散射造成的能母损失不大于1eV的电子输运情况。5.26
俄歇退激发Augerde-excitation表面
a)指受激原于或离子通过无辐射跃迁重新安排其中电了而释放能量的过程。b)指固体表面附近亚稳态物中的能量通过与表面相互作用而损失的过程,在这个过程中释放出足够的能量从表面原子中击出电子参照俄款中和作用。
注:上述两个过程中电子可以被发射到真空5.27
俄歇电子Augerelectron
在俄歇过程中,从原子所发射的电子。参照俄歇跃迁。
注1:俄歇电了子在通过物质时会因非弹性散射而损失能量。因此测得的载歇电子谱通常是由未散射的俄歌电了谱蜂结构登加在很强的本底上所组成,本底包括强度一占延伸到较低动能的非弹性散射的俄歌电子及由其他过程而判起的本底
注2:歇电子在通过物质时会因弹性散射而改变其传播方向。G
俄歇电子谱Augereleciron spectrumGB/T22461—2008/ISO18115:2001俄歇电子强度对其动能的函数图,适带它是所检测部分电子的能量分布注1:当川人射电了邀发时,通常在0eV~2500eV之间测量被测电子的能量分布,其中包括俄欧电子、背散射(人射)电子和二次电子。有时将整个的电子能置分布称之为钱歇谱。注2:俄歇讲既可用直接谱、也可用微分谱形式表示。5.29
俄歌电子产额
Auger electron yield
特定内充层空位的原了经俄歇过程弛豫的几率叫。5.30
俄歇中和Augerncutralization
表面处的离子由固体导带隧穿的电子中和入射离子,同时从表面原了击出电子的过程。注:山出的电了会被发射到真空。5.31
俄歇参数Augerparameter
XPSXPS谱图中窄的俄欧电子峰动能减去同一元素最强的光电了峰动能。参照初态歇参数,修改型俄歌参数注1:依歌参数值取决于×射线能量,因此后者需要加以给定。注2:俄歌参数有时又叫终态战歇参数,注3:对丁那些在结合能测虽中因荷电引起不定性,或者其给合能位移不适丁鉴别化学状态的样品时,假歇参数对于区别其化学状态是有用的。
注4:对于具有类似化学位移的内能级之间的那些俄歇嵌迁,俊款参数川来计算与这种内层空穴产生有关的电离母体原子的弛豫能是有用的。
初态俄歇参数Augerparamneter,initial stale指B=3E:E中的B,其中F和E分别为光电了峰的结合能和参考费米能级时俄歇电子降的动能,每个涉及同一元素的同一初始内能级。参照俄歇参数:修改型俄歇参数注:初态歇参数在估算原了内层势场对两种环境时结合能变化的支献是有用的,还提供有类似结合能位移的内层能级间的做歇跃迁。
修改型俄歇参数Augerparameter,modifiedXPS谱中以费米能级为参考的窄俄歇峰动能与同一元素最强光电子峰的结合能之和。参照俄歇参数,初态俄歇参数:注:修改型我歇参数是假歌参数和激发所测虽光中子峰的X射线能量之和。与俄欧参数不同的是它与X射线能旦无关,
俄歇过程Angerprocess
一个有内电子壳层空位的原子通过电了发射而弛豫的过程门。参照俄歇退激发,俄歌电子,俄歇跃迁。注:发射电子只有由俄歇医还所确定的特征能量。5.35
原子间俄歇过程Augerproeess,interatomAES>特殊的俄歇跃迁,其中至少有一个终态空位定域在与产生最初空位原子相邻的原子的价7
GB/T22461—2008/IS018115:2001能级或分子轨道。
俄歇跃迁Augertransition
涉及指定电了壳层或子壳层的俄歇过程。注1:俄款过程中岁及的三个壳层用三个字母标注。第一个字母代表含有初始空位的壳层,后面商个字母表示经俄款过程所留下的有电子空位的壳层(如KLL和LMM)。如涉及一个价电子就用字母V(如LMV和KVV)如已知所涉及的特定子壳层,也可被标出(如KL1L2)。如已经知道具体轨道也可加人偶合项以标明最终原子状念(如LsMMD)
注2:更复杂的战歇过程(如多重初电高和附加的电子微发)可用短杠(-)将初态和终态分开来表示(如LI.VV,K-VVV).
注3:如俄款过程涉及和初态空位相同主量了数充层(如L,L:M)的电子,则称之为CosterKronig联迁,简称为C-K既迁,如所有的了都是来自同主壳层(如M,M,M,),则该过程简称为超Coster-Kronig跃迁,5.37
俄歇跃迁速率Anger Transition rate俄歇过程的几率除以时间之商。5.38
非弹性本底background,inealastic出了单次或多次非弹性放射过程,原本处一种能量的粒了现以较低能量被发射时在谱图中的强度分布。
参照非弹性散射本底扣除,shirley本底,Sickafus本底,Tougaard本底,注:对AHS和XPS,与特定俄款电了或光电子峰有关的非弹性本底可用测量的电子能量损失谱近似,对该谱而言,人射电子能量于峰的能量,也可应用Tougaard术底,一种较简单包准确度较小的非弹性本底函数是Shirley本底。除绝缘体的XPs分析以外,也应用简单的线性本底,但准确度差得多,5.39
仪器本底background,instrumental仪器中一个或多个部件的非理想状态产牛的度贡献,它通常是不想要的。5.40
Shirley本底background,shirley在动能高于和低了该峰或有意义峰处拟合测量谱时计算的本底,这样在给定动能处的本底,是以与本底以上较高动能处的谱峰总面积成固定比例的成分。参照Tougaard本底。
Sickafus本底background,SickafusAES、XPS>选定单项指数律的本底描述二次电子级联强度与发射电子动能之间的雨数关系注1:为正确应用Sickafus本底,测得的一次电子级联应当是实验上所观测到的并经对测量仪器谱仪响应函数作出校止的谱。
注2:对Sickafus本底Bs(E),谱形出下式给出:Be(E)ccE-*,其中E是电子发射动能,m值介于1~2范围。5.42
本底信号background signal
由主要感兴趣以外的过程或原因而产生的存在于特定位置、能量、质量或波长处的信号:参照Shirley本底,sickafus本底,Tougaard本底。5.43
Tougaard本底backgronndTougaard用相对于能量损失的微分非弹性散射截面校型和表面区中发射原子的三维分布模8
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