Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST
Cameca Quadrupol SIMS für Sekundärionen-Massenspektroskopie.
Quantitative chemische Tiefenprofilanalyse mittels Sekundärionen-Massenspektroskopie: SIMS
Wie funktioniert die dynamische SIMS-Analyse und was kann das Verfahren?
Bei der Sekundärionen-Massenspektrometrie (SIMS) wird die Probenoberfläche mit einem Ionenstrahl Lage für Lage abgetragen. Ein Massenspektrometer ermöglicht die chemische Charakterisierung des abgetragenen Materials, so dass ein Tiefenprofil der chemischen Zusammensetzung entsteht. Technische Daten:
- Nachweis aller Elemente (auch H, Li, Be ...) und sogar Isotope
- Tiefenauflösung bis 1 nm
- laterale Auflösung 20 µm
- Nachweis von Spuren <1 ppm
- Tiefenbereich: 5 nm – 50 µm
Quantitative chemische Tiefeninformation auch von technischen Bauteilen
Das Fraunhofer IST erreicht durch den Einsatz spezieller Verfahren eine für die Sekundärionen-Massenspektrometrie (SIMS) hohe Genauigkeit der Quantifizierung. Eine besondere Stärke ist die quantitative Tiefenprofilanalyse von Wasserstoff in kohlenstoffbasierten Schichten.
Weitere Anwendungsfelder sind:
- Schadensanalysen, Schichthaftungsprobleme, Korrosion
- Quantitative Konzentrations-Tiefenprofile von der Nano- bis zur Mikrometer Skala
- Chemische Untersuchung von Grenzflächen, Oberflächen und Konzentrationsgradienten
- Nachweis von Spurenelementen
- Messung auch auf technischen Objekten wie Bauteilen und Werkzeugen
Wir bieten die Analyse verschiedenster Schichtarten an:
- Analyse von Borierschichten
- Analyse von Nitrierschichten
- Analyse von Low-E-Schichten
- Analyse von DLC-Schichten
Tiefenprofil basierend auf der Sekundärionen-Massenspektrometrie (SIMS) einer Verschleißschutzschicht
Verschleißschutzschicht bestehend aus einer Ti-Haftschicht, einer TiN-Zwischenschicht, einem gestuften TiNC-Gradienten und einer TiCN(H)-Funktionsschicht.
Tiefenprofil basierend auf der Sekundärionen-Massenspektrometrie (SIMS) einer Wärmedämmschicht auf Architekturglas
Analyse optischer Multilayer-Schichten wie hier z. B. bei Doppel-Ag-Low-E-Schichtsystemen. Die Abbildung zeigt Doppel-Ag-Low-E-Schichtsystem aus verschiedenen oxidischen und metallischen Schichten mit Dicken zwischen 3 und 30 nm.
Wasserstoff-Bestimmung in DLC-Schichten
Die mechanischen- und tribologischen Eigenschaften von Diamond-like-Carbon-Schichten (DLC) werden durch den Wasserstoffgehalt der Kohlenstoff-Deckschicht bestimmt. Mittels SIMS-Analyse und DLC-Schichtanalyse kann dieser H-Gehalt quantitativ bestimmt werden.
Tiefenprofilanalyse auf gewölbten Oberflächen
Ortsabhängige Variation des Einfallswinkels bei gewölbten Oberflächen.
Mittels SIMS-Analyse lassen sich die Tiefenprofile von gewölbten Oberflächen quantifizieren. Dabei kommt einer extrem sorgfältigen Justage der Messposition eine besondere Bedeutung zu.
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