通过正确测定和解释AES的特征能量、强度、峰位移、谱线形状和宽度等信息,能直接或间接地获得固体表面的组成、浓度、化学状态等多种情报。
定性分析主要是利用俄歇电子的特征能量值来确定固体表面的元素组成。能量的确定在积分谱中是指扣除背底后谱峰的最大值,在微分谱中通常规定负峰对应的能量值。习惯上用微分谱进行定性分析。 元素周期表中由Li到U的绝大多数元素和一些典型化合物的俄歇积分谱和微分谱已汇编成标准AES手册.因此由测得的俄歇谱来鉴定探测体积内的元素组成是比较方便的。下图为典型的轻元素俄歇微分谱线的能量标度和线形。上排是轻元素的KLL谱,谱线较简单。下排是较重元素的LMM谱。可见,随着Z的增加,俄歇谱线变得复杂并出现重叠。当表面有较多元素同时存在时,这种重叠现象会增多。如Cr与O, F、Fe和Mn,Cu和Ni等。可以采用谱扣除技术进行解决(扣除相同测试条件下纯元素的谱线)。
在与标准谱进行对照时,除重叠现象外还需注意如下情况:
①由于化学效应或物理因素引起峰位移或谱线形状变化引起的差异;
②由于与大气接触或在测量过程中试样表面被沾污而引起的沾污元素的峰。
上面利用俄歇能谱面分布或线分布进行的分析就是微区分析(略)。
对元素的结合状态的分析称为状态分析。AES的状态分析是利用俄歇峰的化学位移,谱线变化(包括峰的出现或消失),谱线宽度和特征强度变化等信息。根据这些变化可以推知被测原子的化学结合状态。一般而言,由AES解释元素的化学状态比XPS更困难。实践中往往需要对多种测试方法的结果进行综合分析后才能作出正确的判断。
利用AES可以得到元素在原子尺度上的深度方向的分布。为此通常采用惰性气体离子溅射的深度剖面法。由于溅射速率取决于被分析的元素,离子束的种类、入射角、能量和束流密度等多种因素,溅射速率数值很难确定,一般经常用溅射时间表示深度变化。
用AES研究元素的界面偏聚时,首先必须暴露界面(如晶界面,相界面,颗粒和基体界面等等。一般是利用样品冲断装置,在超高真空中使试样沿界面断裂,得到新鲜的清洁断口,然后以尽量短的时间间隔,对该断口进行俄歇分析。 对于在室温不易沿界面断裂的试样,可以采用充氢、或液氮冷却等措施。如果还不行,则只能采取金相法切取横截面,磨平,抛光或适当腐蚀显示组织特征,然后再进行俄歇图像分析。
AES定量分析的依据是俄歇谱线强度。表示强度的方法有:在微分谱中一般指正、负两峰间距离,称峰到峰高度,也有人主张用负峰尖和背底间距离表示强度。