用C进行XPS分析60 溅射

应用笔记

直到最近,有机分析使用的技术如 X射线光电子能谱(XPS) or 飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS) 仅限于样品的最外表面层。 由于传统惰性气体离子溅射(通常使用氩)或其他单原子溅射离子的过程极大地破坏了有机材料的化学结构,通常达到它们不再可识别的程度,因此不可能进行化学状态分析。

然而,最近引入了允许化学状态分析的新型离子枪。 EAG实验室现在有一个Buckminsterfullerene(C60,“巴基球”)离子枪专门用于溅射蚀刻聚合物和其他有机材料。 用C60 溅射我们可以保留很多(如果不是全部)溅射蚀刻有机物的化学结构。 C的应用60 溅射与 表面分析 工具包括:

  • 聚合物中添加剂迁移的研究;
  • 表征的 化学成分 有深度的聚合物;
  • 溅射去除表面污染,便于污染以下的化学分析;
  • 表面改性聚合物薄膜(等离子体,电晕,化学处理等)的深度剖面研究;
  • 描述 和聚合物多层涂层的比较。

C的能力的两个例子60 离子轰击结合XPS分析如下所示。 在第一个实施例中,对不锈钢上的几百纳米厚的聚(乳酸 - 共 - 羟基乙酸)PLGA薄膜进行成型,以证明在溅射过程中化学状态信息的优异保留。

  • 生物可吸收的聚(乙交酯)PGA和聚(丙交酯)PLA
生物可吸收的聚(乙交酯)PGA和聚(丙交酯)PLA

图1和2比较了PLGA的调查扫描结果,采用标准Ar溅射后+ 离子束(图1)和C60+ 离子束(图2)。 Ar+ 用于溅射PLGA的离子束导致O信号的快速损失,这表现为来自聚合物的光谱的C1s区域的显着变化(图3)。 用Ar溅射+ 离子束显示出CO和O = CO化学物质的显着减少以及CC信号的增加,因为样品在性质上变得更加石墨化。 相比之下,图3也显示了C区之后的C区60+ 离子轰击几乎与原始表面相同。 图4显示C和O的强度在整个C中保持不变60+ 通过PLGA深度剖析。

第二个例子演示了C的使用60+ 离子束作为高效聚合物表面清洁工具。 在这个例子中,聚四氟乙烯PTFE样品被指纹污染。 如图5所示,除了预期的CF外,原始表面的C1s光谱具有强碳氢化合物线和较小的氧化C组分。2 线,与PTFE一致。 试图通过Ar +离子束清除污染物会去除碳氢化合物,但通过部分破坏 - (CF)严重损害碳氟化合物的化学性质2-CF2)n–连锁店。 相反,用C清洁该表面60+ 离子束几乎没有损坏。 图6中的深度剖面图,绘制了两种类型的碳(表面碳氢化合物和PTFE),显示了C的污染物去除效率60+ 离子束和结构上重要的CF的保留2 信号。

这些例子说明了使用C的良好前景60 深度剖析和表面清洁分析使用传统单原子溅射非常难以解决的样品。

图1 PLGA的测量光谱,接收时和Ar +溅射后。

图1 PLGA的测量光谱,如同接收和之后的Ar+ 溅射。

图2 PLGA的测量光谱,接收时和C60 +溅射后。

图2 PLGA的测量光谱,接收时和C后60+ 溅射。

图3 C1s在Ar +溅射后和C60 +溅射后的PLGA的高分辨率光谱。

图3 C1s在收到Ar之后的PLGA的高分辨率光谱+ 溅射,并在C之后60+ 溅射。

图4 C60 +沉积在SST基板上的PLGA的溅射深度分布。

图4 C60+ 沉积在SST衬底上的PLGA的溅射深度分布。

图5 C1s高分辨率光谱显示从PTFE表面去除指纹污染:收到 - 受到污染,在Ar +溅射损坏后,以及在C60 +溅射后清洁。

图5 C1s高分辨率光谱显示了从PTFE表面去除了指纹污染:收到后–受污染,在Ar之后+ 溅射–损坏,并且在C之后60+ 溅射-清洗。

图6 C60 +溅射深度剖面图显示了PTFE表面的指纹污染清除。

图6 C60+ 溅射深度剖面显示从PTFE表面去除指纹污染。

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