Las muestras más pequeñas que el anillo tórico se miden usando un accesorio: el pequeño portamuestras. El sellado al vacío está asegurado por el propio soporte; La muestra solo necesita cubrir el diámetro del ánodo. Este accesorio también puede usarse para superficies rugosas.
El diámetro estándar es de 4 mm, lo que corresponde al compromiso óptimo entre la forma del cráter y la cantidad de luz recogida. También están disponibles ánodos de 2 mm, 7 mm y 1 mm. También hemos hecho algunos ánodos de 8 mm, 10 mm y 6 mm a petición. Mientras el tamaño de la muestra sea mayor que el anillo tórico de la cerámica, podemos analizar directamente estas muestras.
Las muestras más pequeñas que el anillo tórico también pueden medirse usando un accesorio: el pequeño portamuestras que se muestra a continuación. Con este accesorio, el sellado al vacío está asegurado por el propio portaportas; La muestra solo necesita cubrir el diámetro del ánodo (5 mm para un ánodo de 4 mm, 3 mm para un ánodo de 2 mm, etc.). Este accesorio también puede usarse para superficies rugosas.
"Campana Li" fue diseñada específicamente para la medición de electrodos de iones de Li. Permite transportar las muestras al instrumento bajo una atmósfera inerte y realizar el análisis sin contacto con el aire.
También se pueden realizar muestras higroscópicas o inflamables con cuidado. Se diseñó un accesorio dedicado ("campana Li") específicamente para la medición de electrodos de iones Li. Permite transportar las muestras al instrumento bajo una atmósfera inerte y realizar el análisis sin contacto con el aire.
El pegado adecuado de las muestras sobre un soporte rígido es la mejor manera de mantener la calidad del análisis de muestras frágiles y películas blandas y finas.
Las muestras frágiles y las películas finas blandas pueden medirse mediante GDOES RF pulsados.
El funcionamiento de GD requiere el uso de un vacío primario. Las películas delgadas o muestras blandas pueden deformarse debido al esfuerzo mecánico inducido cuando se aplica vacío para cerrar la cámara sobre las muestras. El análisis se ve afectado o incluso imposible si la muestra entra en contacto con el ánodo, lo que podría provocar un cortocircuito. Así que, al analizar este tipo de muestra, necesitamos pegarla sobre un sustrato rígido.
El pegado adecuado de estas muestras sobre un soporte rígido es la mejor manera de mantener la calidad del análisis (control de la forma del cráter y preservación de la resolución de profundidad).
La operación por pulsos es la más necesaria para muestras tan frágiles.
El dominio de las películas poliméricas es vasto, las aplicaciones son muchas y uno podría preguntarse por qué una técnica elemental como GD sería de interés, pensando que Raman sería más apropiado.
En realidad, GD proporciona información complementaria a otras técnicas útiles para el desarrollo de procesos y el análisis de fallos. El GDOES de RF pulsado tiene, por ejemplo, pinturas medidas en las carrocerías de los coches, películas plásticas para proteger móvil teléfonos, DVD de plástico o células solares orgánicas. Se han publicado varios artículos sobre estas aplicaciones.
A menudo es necesario un funcionamiento por pulsos para evitar daños térmicos en las muestras y pueden ser necesarias estrategias de preparación si se van a medir películas delgadas.
El UFS patentado también podría ser de interés en muchos casos, como el análisis de películas protectoras para móvil teléfonos. En este ejemplo, se pulverizan 110 micras en 11 minutos usando el UFS, la presencia de elementos trazadores permite identificar las capas y su función: Na, por ejemplo, está ahí para el contacto capacitivo, asegurando que al escribir en tu película, la información se envíe a la ventana de cristal del teléfono que hay debajo.
Análisis rápido de RF GDOES de las capas enterradas bajo un polímero grueso.
Un desarrollo patentado muy reciente de HORIBA permite un rápido pulverización (1-10 mn) de capas poliméricas, proporcionando un fondo plano óptimo cuando antes se necesitaban horas. Esto es ideal para mirar interfaces enterradas para carrocerías pintadas, DVDs de plástico, células solares encapsuladas, etc.
Este nuevo desarrollo sigue ampliando la gama de aplicaciones para las que el GDOES de RF pulsado puede emplearse con gran beneficio y beneficios de velocidad.
Esto se aplica únicamente al análisis masivo cuando el propósito es medir el núcleo de la muestra. La idea es usar prequemado. Pre-quemar la muestra, también llamado preintegración, simplemente significa encender la descarga y esperar a alcanzar un estado estacionario antes de integrar las intensidades espectrales. Encender la descarga también ayuda a eliminar vapores, como el agua, de la cavidad de descarga al destruir su estructura molecular.
El resultado es una desviación estándar relativa (RSD) mejorada para las mediciones de calibración y análisis a granel. Los tiempos típicos de preintegración están entre los 30 y los 90. La doble preintegración y el uso de diferentes condiciones podrían ayudar a minimizar este tiempo o hacerlo más eficiente.
Por razones obvias, esta preintegración no se aplica para el análisis de superficies y recubrimientos, pero sí se pueden aplicar estrategias de limpieza por plasma (descritas más adelante).
Se emplean estrategias de "Limpieza por Plasma" para eliminar las influencias del aire residual en la fuente o los contaminantes adsorbidos en la superficie de la muestra.
Incluso con gas plasma Ar limpio, existen especies residuales de gas (H, N, O, CO 2 o H 2 O) en la superficie de la muestra (que pueden ser porosas, hidratadas, etc.) o en fugas. Tienen un efecto no despreciable sobre la intensidad de la luz, ya que contribuyen a cambios en el plasma. Deberían minimizarse tanto como sea posible.
Las estrategias de "Limpieza por Plasma" ofrecen formas elegantes y prácticas de minimizar estos efectos. Se basan en las siguientes consideraciones: las superficies de ánodos y muestras, y la atmósfera gaseosa son fuentes de contaminación (una más que las demás, dependiendo de la configuración) que requieren establecer una estrategia óptima dedicada:
La limpieza por plasma ha sido descrita en un artículo publicado en JAAS.
Se emplean estrategias de "Limpieza por Plasma" para eliminar las influencias del aire residual en la fuente o los contaminantes adsorbidos en la superficie de la muestra.
Calibración multimatrices para Cr.
Los principios de calibración son simples y se basan en la característica única de que en el plasma GD, la erosión y la excitación están física, espacialmente separadas y pueden tratarse en primera aproximación como características independientes.
Los procedimientos paso a paso están disponibles en HORIBA y se presentan durante nuestras formaciones para usuarios.
Se tiene en cuenta la eficiencia de sputtering (SR o q según las notaciones): esto se expresa como la masa eliminada por unidad de tiempo. Depende de la muestra (o de la capa) y de las condiciones de funcionamiento. Es una propiedad material, no una propiedad elemental.
Calibración de multimatrices para Cr.
La intensidad de la luz para un elemento es proporcional a la concentración de este elemento en el plasma, y esto se relaciona con la concentración en la muestra por el factor q simple.
c i q M = k i I i i
Composición C I
q M tasa de interrupción
I i intensidad
k i constante
Si se tiene en cuenta la SR, se pueden realizar calibraciones mezclando muestras de diferentes familias.
Durante una medición, en cualquier momento, se registran todas las intensidades para que se calculen todos los valores (cc*q), y al sumar estos números (sabiendo que la suma de cc es siempre del 100% a cualquier profundidad) se conocen tanto el SR como el cc a cada profundidad.
Así que la cuantificación simultáneamente da las concentraciones y la masa eliminada en cada momento, de ahí la profundidad (calculando densidades). En este enfoque estándar, se calculan profundidades, como las tasas de erosión. Por supuesto, con DiP, estos valores se miden y por tanto la cuantificación se vuelve más precisa, ya que no se hace ninguna aproximación en ningún paso.
Un CRM es, por definición, un Material de Referencia, acompañado de un certificado, uno o más de cuyos valores de propiedad son certificados mediante un procedimiento que establece su trazabilidad hasta una realización precisa de la unidad en la que se expresan los valores de la propiedad, y para el cual cada valor certificado va acompañado de una incertidumbre en un nivel de confianza establecido. Los CRM suelen ser muestras a granel, aunque se pueden encontrar algunas muestras en capas.
Para la mayoría de las aplicaciones de GD, los CRM no existen y, por tanto, se deben utilizar materiales de referencia —a menudo proporcionados por los propios clientes—.
Para tales materiales de referencia, la homogeneidad puede comprobarse mediante la propia GD, mientras que la composición debe determinarse por otras técnicas.
El GDOES RF pulsado requiere calibración para proporcionar concentraciones frente a profundidad (denominado "QDP" Perfil de Profundidad Cuantitativo o Perfil de Profundidad Composicional "CDP") a partir de las Intensidades medidas frente al Tiempo (Perfil de Profundidad Cualitativo).
Como en todas las técnicas comparativas, el GDOES de RF pulsado requiere calibración para proporcionar concentraciones frente a profundidad (denominado "QDP" Perfil de Profundidad Cuantitativo o "CDP" Perfil de Profundidad Composicional) a partir de las Intensidades medidas frente al Tiempo (Perfil de Profundidad Cualitativo).
El GDOES RF pulsado requiere calibración para proporcionar concentraciones frente a profundidad (denominado "QDP" Perfil de Profundidad Cuantitativo o Perfil de Profundidad Composicional "CDP") a partir de las Intensidades medidas frente al Tiempo (Perfil de Profundidad Cualitativo).
Con RF pulsado, se pueden usar todo tipo de muestras para calibraciones, y no solo muestras metálicas a granel como en el origen de GD. Las muestras ahora pueden ser a granel (conductoras o no) o estratificadas, ya sean conductoras o no. Los óxidos pueden mezclarse dentro de las calibraciones para proporcionar puntos de datos para el O, y se pueden añadir capas poliméricas cuando las capas orgánicas son de interés.
El GDOES RF pulsado requiere calibración para proporcionar concentraciones frente a profundidad (denominado "QDP" Perfil de Profundidad Cuantitativo o Perfil de Profundidad Composicional "CDP") a partir de las Intensidades medidas frente al Tiempo (Perfil de Profundidad Cualitativo).
Para algunos materiales avanzados y nuevos, es muy difícil conseguir materiales de referencia adecuados para realizar análisis cuantitativos normales. Pero HORIBA instrumentos GDOES están diseñados para realizar cuantificación con solo una muestra representativa del material investigado. Esto se llama modo de capa.
El modo de capa es una forma muy elegante y sencilla de calibrar el instrumento para una aplicación concreta. Solo requiere conocer un tipo de muestra representativa del material de interés. En el caso de las pilas PV, por ejemplo, la disponibilidad de una sola celda, bien caracterizada en grosor y composición, es suficiente para calibrar el instrumento para la aplicación.
La medición se realiza mediante interferometría. Se divide un haz láser único (de un diodo láser). El haz de referencia se dirige a la superficie intacta de la muestra cerca del cráter cuando el haz de detección se dirige hacia el centro del cráter. Las señales reflectantes se recogen y miden en tiempo real, proporcionando tasas de erosión y profundidad.
Código fuente GD con agujero de referencia para la implementación de DIP.
Fig. 47: Logo de DiP
La función Tiempo Plus permite aumentar el tiempo de medición durante el análisis sin detener la fuente. Es especialmente útil en el perfilado en profundidad cuando se analizan muestras desconocidas y se da cuenta de que el tiempo actual no es suficiente, y que la fuente se detendrá antes de alcanzar la última capa. Time Plus es una característica estándar de los instrumentos HORIBA GD.
Cada vez que se extrae la muestra de la fuente, esta queda expuesta al aire. Por tanto, la cavidad de descarga contendrá algo de aire cada vez que la muestra se cambie o se traslade a una nueva posición, incluso si la fuente se lava con argón durante el proceso de posicionamiento, aunque una corriente constante de argón debería reducir la entrada de aire. Para obtener una atmósfera pura de argón dentro de la fuente, tras colocar la muestra, primero se evacua la cavidad de la fuente cerrada y luego se enjuaga con argón. Un efecto de lavar la cavidad antes del análisis es reducir el tiempo que el plasma se estabiliza durante el análisis.
Surgen preguntas típicas cuando la gente consulta un perfil de diabetes gestacional por primera vez, especialmente el análisis cualitativo.
Interpretación de los resultados de pruebas GDOS. La parte central que debería ser Ni puro en un euro real es aquí un material recubierto: Ni/Cu/Fe.
El siguiente ejemplo se muestra durante nuestras formaciones. La muestra es una moneda falsa de 1 euro.
La parte central que debería ser Ni puro en un euro real es aquí un material recubierto: Ni/Cu/Fe.
Diferentes líneas se miden con distintos detectores y tienen distinta sensibilidad, y tras cuantificación, este problema desaparece. La diabetes gestacional es una técnica comparativa.
Por eso no se pueden comparar fácilmente los elementos de sus intensidades relativas en un perfil cualitativo. Tras la cuantificación, este problema desaparece.
Interpretación de los resultados de pruebas GDOS: Superposición de mediciones para estudiar un proceso variable.
La segunda pregunta es: ¿cómo se puede evaluar que hay difusión dentro de una capa? La difusión y la rugosidad conducen a interfaces agrandadas (también la forma del cráter, pero esto es más fácil de evaluar con un perfilómetro y de corregir usando condiciones adecuadas).
Un solo perfil no permite fácilmente diferenciar entre ambos fenómenos.
Pero si se observa una muestra antes y después del recocido, por ejemplo, y se superponen ambos resultados, la difusión puede derivarse fácilmente.
Para esta pregunta, la comparación de muestras también es clave para una correcta interpretación de un perfil de DG.
