2.6.2. Метод коэффициентов элементной чувствительности

Совершенно очевидно, что расчет всех параметров, приведенных в уравнении (4), довольно сложен и сопряжен с большими ошибками. Поэтому, на практике пытаются осуществить замену возможно большого числа переменных константами и калибруют сигналы от атомов различного сорта для известных (стандартных) поверхностей. Наиболее простой и наиболее распространенный приближенный метод количественного анализа в ЭОС - метод коэффициентов элементной чувствительности.

Отправной точкой метода коэффициентов элементной чувствительности является допущение, что интенсивность Оже-сигнала I_i элемента i просто пропорциональна его концентрации на поверхности X_i. Это соответствует замене всех сомножителей в уравнении (4), кроме X_i , константой S_i:

(7)

Коэффициент S_i определяет чувствительность метода к данному элементу и поэтому называют коэффициентом элементной чувствительности. Коэффициенты элементной чувствительности можно определить из атласов эталонных спектров чистых элементов. Коэффициенты элементной чувствительности S_i и энергии Оже-пиков E_i некоторых элементов приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Коэффициенты элементной чувствительности S_i и энергии Оже-пиков E_i некоторых элементов (E_p = 3 кэВ)

Элемент	Ei, эВ	Si	Элемент	Ei, эВ	Si
C	272	0,18	S	152	0,80
N	-	0,11	Ba	584	0,12
O	503	0,51	In	404	0,96
Si	92	0,35	Sb	454	0,60
P	120	0,24	Fe	703	0,23
Cl	181	1,15	Be	104	0,13
Ca	291	0,48	Ag	351	1,00

Все спектры в этом атласе сняты в идентичных условиях и перед записью каждого спектра производилась калибровка по сигналу серебра с энергией 351 эВ (возможна калибровка и по сигналу других химических элементов, например – меди). Для каждого спектра указана чувствительность спектрометра. В этом случае коэффициент элементной чувствительности определяется по формуле:

(8)

где - амплитуда Оже-пика элемента i в атласе,

- амплитуда Оже-пика Ag (351 эВ) в этом же атласе,

k_i - чувствительность спектрометра, указанная в атласе (k_Ag = 1).

Сумма всех концентраций всех элементов в системе равна , где n - число элементов в исследуемой системе, то из уравнения (7) получим рабочую формулу для вычисления концентраций элементов на поверхности.

(9)

где S_i, S_j – коэффициенты относительной чувствительности к элементу i и j, соответственно.

Очевидно, что, вводя коэффициенты чувствительности, не зависящие от матрицы, мы пренебрегаем изменением обратного рассеяния и глубины выхода в зависимости от материала, и, следовательно, метод, в общем, является полуколичественным. Два важных преимущества такого метода – отсутствие эталонов и нечувствительность к шероховатости поверхности. Последнее объясняется тем, что все Оже-пики одинаковым образом зависят от топографии поверхности [1].

2.6.3. Метод учета коэффициентов выхода

Интенсивность линии интересующего элемента в этом методе относится не к суммарной интенсивности всех линий, наблюдаемых в Оже-спектре, а к интенсивности линии эталона. Для каждого элемента можно ввести определенный коэффициент выхода D (зависящий от энергии первичного пучка и от матрицы).

Коэффициентом выхода называется количество эмитированных Оже-электронов в расчете на один первичный электрон. Атомная концентрация элемента Х рассчитывается путем сравнения интенсивности его линии I_х с интенсивностью линии эталона I_et, измеренной в тех же условиях:

(10)

где D_х и D_et – коэффициенты выхода Оже-электронов для исследуемого и эталона, соответственно.

В качестве эталона в методе ЭОС обычно используется серебро (линия MVV, E_m = 354 эВ). Значения коэффициентов выхода для каждого элемента для разных значенийE_p(энергии первичного пучка) приведены в справочниках.