LEIS

Die quantitative Technik für die erste Atomlage

Die niederenergetische Ionenstreuung (Low Energy Ion Scattering (LEIS)) liefert quantitative Informationen über die Elementzusammensetzung (ab Be) der obersten Atomlage eines Festkörpers. Sie zählt damit zu den oberflächenempfindlichsten Verfahren überhaupt.

ToF-Sims Maschine

Details zur LEIS

Quantitative Elementinformation der äußersten atomaren Lage

Für die Analyse wird die Oberfläche mit Edelgasionen von wenigen keV Energie beschossen. Die Energie der von der Oberfläche gestreuten Ionen ist ein Maß für die vorhandenen Elemente (ab Be). Durch den Einsatz moderner Doppeltoroidanalysatoren lassen sich Nachweisgrenzen im ppm-Bereich für schwere und im Prozentbereich für leichte Elemente erreichen. Auch in tieferen Schichten (max. 10 nm) gestreute Ionen können nachgewiesen werden und führen zu einem für die jeweilige Schichtzusammensetzung und -dicke charakteristischen Signal. Hierdurch ist der chemische Aufbau eines Festkörpers nahe der Oberfläche ohne Sputtererosion zugänglich (statische Tiefenprofilierung).

Die Durchführung von LEIS-Analysen erfordert ein Ultrahochvakuum, so dass die Proben eine ausreichende Vakuumkompatibilität aufweisen müssen. Hinsichtlich der Probentopographie stellt die Ionenstreuung keine besonderen Anforderungen. So können atomar glatte Einkristalle aber auch extrem raue Katalysatorpulver problemlos analysiert werden. Aufgrund der großen Oberflächenempfindlichkeit des Verfahrens müssen Proben vor der eigentlichen Analyse i.d.R. von adsorbierten Kohlenwasserstoffen befreit werden. Die für diese Vorreinigung notwendigen Geräte sind integraler Bestandteil moderner LEIS Instrumente.

Synonyme

  • Niederenergetische Ionenstreuung
  • High-Sensitivity Low Energy Ion Scattering (HS-LEIS)
  • Ion Scattering Spectroscopy (ISS)

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