島津XPS采用的DLD二維探測器，看得見的XPS “快速”平行成像

島津XPS采用的DLD二維探測器，看得見的XPS “快速”平行成像
 
 提到X射線光電子能譜（XPS）技術，大家并不陌生，其可根據得到的元素結合能位置對樣品表面元素及其價態進行分析；當樣品表面成分不均勻時，大家通常會想到需要借助掃描電鏡、電子探針等技術觀察元素的分布情況，而大多人對于采用XPS技術進行元素成像了解甚少，那么XPS成像到底具有哪些特點，以及能在哪些方面進行應用呢？帶著這些問題，小編先帶大家來看兩個例子。
 
 醫用紡織品改性分析（C-C、C-O化學態成像）
 多聚網狀聚丙烯可以作為醫用材料，用于疝氣外科手術和其它軟組織缺損的修復。但由于親疏水性能的差異，人體中植入這些材料可能會引起感染。為了降低感染率，可以對其進行表面改性，例如采用聚乙二醇（PEG）對聚丙烯（PP）進行表面等離子體改性，由于PEG結構中存在C-O鍵，而PP中則主要為C-C鍵和C-H鍵，因此可以分別對C-C與C-O兩種化學態成像來輔助判斷表面改性的均勻性，成像結果見下圖1：其中綠色代表PEG涂覆改性較好的區域；紅色代表較差的區域，混合區域代表PEG與PP共存。
 
  PP網狀結構上PEG涂覆材料測試結果：綠色代表涂覆較好的區域；紅色代表涂覆較差的區域
 硅片表面氧化硅顆粒分布（單質Si、SiO2化學態成像）
 如下圖2為單質硅基底表面沉積氧化硅顆粒，通過XPS成像可以表征SiO2及單質Si的分布情況，且可以由成像結果得到在不同區域的某化學態的相對含量，如下選擇了四個不同的區域，分別計算得到了單質Si與SiO2的相對含量，該應用可拓展至硅片表面生長氧化硅膜、硅片表面氧化硅物種去除等研究。
 
 單質Si基質上沉積SiO2顆粒的成像結果：綠色和紅色分別為單質態Si和SiO2的Si2p成像結果
 
 通過以上兩個例子，相信大家對于XPS成像技術的應用有了初步的了解。隨著XPS技術的發展以及對分析技術的要求，成像及小束斑（微區）XPS分析備受關注，尤其是針對微電子器件和表面改性材料。掃描電鏡、電子探針等技術可以觀察元素分布情況，但對于超輕元素（如Li）以及元素化學態的分布檢測卻束手無策，采用成像XPS技術可表征由Li~U元素的分布，且可以分別采集元素不同化學狀態的成像結果。島津XPS儀器配備DLD二維延遲線檢測器，具有常規掃描采譜、快照采譜（較適用于深度剖析過程中成分變化監測）以及平行成像三個模式，可謂身兼數職！
 
 島津XPS采用的DLD二維探測器，可以同時采集元素的位置和強度信息，無須掃描樣品臺，因此在數分甚至數秒內便可以得到元素的化學態分布信息，成像分辨率可達1μm。如下視頻所示，僅在不到2min的時間內便得到了400*400μm區域內Au元素的分布情況；針對得到的元素成像結果可以進行選區分析，兩個不同位置測得元素存在很大差異，區域1表面主要由C、O、Au、F元素組成，區域2表面則主要由C、O、Si元素組成，在數分鐘之內便可得到幾十微米范圍內的元素譜圖，實現精準的微區分析。
 
 傳統的掃描電鏡、電子探針等技術較難進行超輕元素（如Li）以及元素化學態的分布檢測，傳統的XPS技術僅能給出某一區域的元素化學態，缺少化學態空間分布的信息，XPS成像技術應研究需求而生，可以很好的解決以上難題。島津XPS儀器配備DLD二維延遲線檢測器，在兼備高效采譜功能的同時還可以完成快速平行成像，對半導體器件微區分析、表面改性/處理等材料的表征提供了有力手段。
 
 深圳市時代之峰科技有限公司代理銷售新宇宙 XPS-7 半導體氣體檢測儀