Die Probenoberfläche wird mit energiereichen
Elektronen (einige keV) beschossen. Diese Elektronen treten
mit den Hüllen- Elektronen der Atome in den obersten
Monolagen der Probe in Wechselwirkung, wodurch viele unterschiedliche
Prozesse ausgelöst werden können.
Einer dieser (mehrstufigen) Prozesse hat
die Emission der (nach ihrem Entdecker benannten) Auger- Elektronen
zur Folge. Die Energie dieser Auger- Elektronen ist charakteristisch
für das Atom, aus dem sie emittiert wurden. Separiert
man die Elektronen mit einem Energie- Spektrometer und mißt
ihre Anzahl bei den jeweiligen Energien, so liefert jeweils
die Energie die Atomart und die Anzahl ein Maß für
die Konzentration, mit der die Atomart in den obersten Probenlagen
vertreten ist.
Man erhält also:
Art der Elemente (vom Beryllium an aufwärts) in den obersten
Atomlagen Konzentration der Elemente Die Nachweisempfindlichkeit
ist im einzelnen elementabhängig. Sie liegt für
die leichten Elemente etwa bei 0,1 % und nimmt mit der Ordnungszahl,
also zu schweren Elementen hin kontinuierlich ab (einige %).
Die Austrittstiefe für Augerelektronen
variiert über den Elementbereich. Im Mittel kann man
eine Informationstiefe von etwa 2-3 Nanometer zugrundelegen.
Die örtliche Auflösung hängt vom Durchmesser
des Primärelektronenstrahles ab und ist daher ein Geräte-spezifischer
Parameter. Üblich sind Strahldurchmessern von einigen
10 Mikrometern bis herunter zu einigen Nanometern bei hochauflösenden
Geräten.
Beschießt man die Probe zusätzlich
(gleichzeitig mit der AES-Analyse oder in Meß-Intervallen)
mit Ionen, wendet also Schichtabtragung durch Sputtering an,
so werden nach und nach tiefere Schichten der Probe freigelegt
und damit durch Sputtering ganze Schichtsysteme bis etwa 1
Mikrometer Dicke der AES-Analyse zugänglich.
AES eignet sich für Analysen an Oberflächen,
sehr dünnen Schichten, Systemen aus dünnen Schichten,
wenn die Anforderungen an die räumliche Auflösung
relativ hoch sind. In vielen Fällen ist AES eine hilfreiche
Ergänzung zu SIMS, in manchen Fällen auch zu EDX
(wenn auch leichte Elemente, z.B. Sauerstoff, eine wichtige
Rolle spielen), v.a. an Querschliffproben.
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