俄歇电子能谱简介
摘要：本文介绍了俄歇电子的产生、表示、俄歇电子的过程和能量、样品制备技术、以及俄歇电子能谱仪的应用。由此得出俄歇电子能谱仪在材料表面性质研究方面, 有着不可替代的作用。
关键词：俄歇电子；俄歇电子能谱仪；样品制备；应用
俄歇过程是法国科学家Pierre Auger首先发现的。1922年俄歇完成大学学习后加入物理化学实验室在其准备光电效应论文实验时首先发现这一现象，几个月后，于1923年他发表了对这一现象（其后以他的名字命名）的首次描述。30年后它被发展成一种研究原子和固体表面的有力工具。尽管从理论上仍然有许多工作要做，然而俄歇电子能谱现已被证明在许多领域是非常富有成果的，如基础物理（原子、分子、碰撞过程的研究）或基础和应用表面科学。
1.俄歇电子的产生
原子在载能粒子（电子、离子或中性粒子）或X射线的照射下，内层电子可能获得足够的能量而电离，并留下空穴（受激）。当外层电子跃入内层空位时，将释放多余的能量（退激）释放的方式可以是：发射X射线（辐射跃迁退激方式）；发射第三个电子─俄歇电子（俄歇跃迁退激方式）。如下图：
例如，原子中一个K层电子被入射光量子击出后，L层一个电子跃入K层填补空位，此时多余的能量不以辐射X光量子的方式放出，而是另一个L层电子获得能量跃出吸收体，这样的一个K层空位被两个L层空位代替的过程称为俄歇效应，跃出的L层电子称为俄歇电子[1]。
在上述跃迁过程中一个电子能量的降低，伴随另一个电子能量的增高，这个跃迁过程就是俄歇效应。从上述过程可以看出，至少有两个能级和三个电子参与俄歇过程，所以氢原子和氦原子不能产生俄歇电子。同样孤立的锂原子因为最外层只有一个电子，也不能产生俄歇电子。但是在固体中价电子是共用的，所以在各种含锂化合物中也可以看到从锂发生的俄歇电子。俄歇电子的动能取决于元素的种类。
2.俄歇电子的表示
每一俄歇电子的发射都涉及3个电子能级，故常以三壳层符号并列表示俄歇跃迁和俄歇电子。如KL1L1，L1M1M1，L2, 3VV，如下图：
3.俄歇过程和俄歇电子能量
WXY跃迁产生的俄歇电子的动能可近似地用经验公式估算，即：E WXY=E W—E X —E Y,如下图（WXY俄歇过程示意图）：
4.俄歇电子能谱
显然，俄歇电子与特征X射线一样，其能量与入射粒子无关，而仅仅取决于受激原子核外能级，所以，根据莫塞莱定律，可以利用此信号所携带的能量特征和信号强度，对试样进行元素组成的定性定量分析。
俄歇电子能谱仪(AES) 就是建立在电子技术、弱信号检测技术和超高真空技术基础上的一种研究材料表面组成元素的新型分析仪器。
俄歇电子能谱仪，就是根据分析俄歇电子的基本特性所得到材料有关表层化学成分的定性或定量信息的仪器。主要应用于表层轻微元素分析。今年来，由于超高真空和能谱检测技术的发展，俄歇谱仪作为一种极为有效的表面分析工具，为探索和澄清许多涉及表面现象的理论和工艺问题，做出了十分可贵的贡献，日益受到人们的普遍重视[2]。
AES 有很多优点如下：（1）在距表面0. 5~ 2nm 范围内，灵敏度高、分析速度快；（2）能探测周期表上He 以后的所有元素；（3）对于轻元素C、O、N、S、P等有较高的分析灵敏度；（4）可进行成分的深度剖析或薄膜及界面分析。
5.样品制备技术
俄歇电子能谱仪对分析样品有特定的要求，在通常情况下只能分析固体导电样品。经过特殊处理，绝缘体固体也可以进行分析。粉体样品原则上不能进行俄歇电子能谱分析，但经特殊制样处理也可以进行分析[3] 。由于涉及到样品在真空中的传递和放置，所以待分析样品一般都需要经过一定的预处理。
5.1.样品的尺寸
在实验过程中，样品必须通过传递杆，穿过超高真空隔离阀，送到样品分析室，所以样品的尺寸必须符合一定规范，以利于真空系统的快速进样。块状样品和薄膜样品，长宽最好小于10 mm，高度小于5 mm。体积较大的样品，必须通过适当方法制备成大小合适的样品。
5.2.粉末样品的处理
粉体样品有两种常用的制样方法：一是用导电胶带直接把粉体固定在样品台上
[4]，一是把粉体样品压成薄片，然后再固定在样品台上[5] 。
5.3. 挥发性样品的处理
对于含有挥发性物质的样品，在样品进入真空系统前必须清除挥发性物质。一般可以对样品进行加热或用溶剂清洗。对含有油性物质的样品，一般依次用正己烷、丙酮和乙醇超声清洗[6]，然后红外烘干，才可以进入真空系统。
5.4.表面污染样品的处理
对于表面有油等有机物污染的样品，在进入真空系统前，必须用油溶性溶剂，如环己烷，丙酮等清洗样品表面的油污，最后再用乙醇洗去有机溶剂。为了保证样品表面不被氧化，一般采用自然干燥[7]。有些样品可以进行表面打磨等处理。
6.俄歇电子能谱仪的应用
俄歇电子能谱可以用来研究固体表面的能带结构、态密度等。俄歇电子能谱还常用来研究表面的物理化学性质的变化。如表面吸附、脱附以及表面化学反应。在材料科学领域，俄歇电子能谱主要应用于材料组分的确定，纯度的检测，材料特别是薄膜材料的生长。俄歇电子能谱可以研究表面化学吸附以及表面化学反应。在物理学，化学，材料科学以及微电子学等方面有着重要的应用。
6.1.固体表面清洁程度的测定
在研究工作中，经常需要获得清洁的表面。一般对于金属样品可以通过加热氧化除去有机物污染，再通过真空热退火除去氧化物而得到清洁表面。而最简单的方法则是离子枪溅射样品表面来除去表面污染物。样品的表面清洁程度可以用俄歇电子能谱来实时监测。
6.2.表面吸附和化学反应的研究
由于俄歇电子能谱具有很高的表面灵敏度，可以检测到10-3原子单层，因此可以很方便和有效地用来研究固体表面的化学吸附和化学反应。
6.3.薄膜厚度测定
通过俄歇电子能谱的深度剖析，可以获得多层膜的厚度。由于溅射速率与材料的性质有关，这种方法获得的薄膜厚度一般是一种相对厚度。但在实际过程中，大部分物质的溅射速率相差不大，或者通过基准物质的校准，可以获得薄膜层的厚度。这种方法对于薄膜以及多层膜比较有效。对于厚度较厚的薄膜可以通过横
截面的线扫描或通过扫描电镜测量获得。
6.4.薄膜的界面扩散反应研究
在薄膜材料的制备和使用过程中，不可避免会产生薄膜层间的界面扩散反应。对于有些情况下，希望薄膜之间能有较强的界面扩散反应，以增强薄膜间的物理和化学结合力或形成新的功能薄膜层。而在另外一些情况则要降低薄膜层间的界面扩散反应。如多层薄膜超晶格材料等。通过俄歇电子能谱的深度剖析，可以研究各元素沿深度方向的分布，因此可以研究薄膜的界面扩散动力学。同时，通过对界面上各元素的俄歇线形研究，可以获得界面产物的化学信息，鉴定界面反应产物。
俄歇电子能谱仪作为一种检测和研究材料表面有关性能的现代精密分析仪器，其应用领域早已突破传统的金属和合金范围，扩展到纳米薄膜技术、微电子技术和光电子技术领域。未来将朝着高空间分辨率、大束流密度的方向发展。俄歇电子能谱仪未来在新材料研制、材料表面性能测试与表征中都将发挥不可估量的作用。
参考文献
[1]周玉。材料分析方法。北京：机械工业出版社，2009：13。
[2]周玉。材料分析方法。北京：机械工业出版社，2009：256。
[3]代海洋，王治安，黄宁康。核技术，2007，30( 5) ：419—422。
[4]钱卫江，徐炜新，郭林娣等。现代科学仪器，2000，( 3) ：50—54。
[5]赵丽华，李锦标，周明辉等。半导体技术，2002，27( 5)：73—76。
[6]雷雯。真空与低温，1994，13( 2) ：122—125。
[7]潘孝仁，朱以华，赵海波等。华东化工学院学报，1996，16( 5) ：589—594。
俄歇电子能谱分析原理及方法 XXX 【摘要】近年来，俄歇电子能谱（AES）分析方法发展迅速，它具有很多的优点，比如分析速度快、精度高、需要样品少等等，也因此在很多研究领域的表面分析中都得到了广泛的应用。可以不夸张的说，这个技术为表面物理和化学定量分析奠定了基础。本文主要是介绍俄歇电子能谱分析的主要原理及其在科学研究中的主要应用，旨在让读者对俄歇电子能谱有一个初步的了解。 关键词：俄歇电子能谱；表面物理；化学分析。 前言 近些年来，俄歇电子能谱分析发展如火如荼，在各个领域都有很抢眼的表现。目前有很多的人在研究，将俄歇电子分析技术应用到电子碰撞以及微纳尺度加工等高技术领域，俄歇电子能谱分析方法表现出强大的生命力，同目前已为很人熟悉和赞赏的强有力的分析仪器电子探针相比俄歇电子能仪可能有几个独到之处:( 1 )能分析固体表面薄到只有几分之一原子层内的化学元素组成，这里说的“表面”指的不只是固体的自然表面,也指固体内颗粒的分界面,(2)俄歇电子谱的精细结构中包含有许多化学信自,借此可以推断原子的价态;( 3 )除氢和氦外所有元素都可以分析,特别是分析轻元素最为有利;(4)利用低能电子衍射装置和俄歇能谱分析器相结合的仪器(“LEED一Au-ger”装置),有可能从得到的数据资料中分晶体表面的结构,推断原子在晶胞中的位置。因此,俄歇电子能谱仪作为固体材料分析的一个重要工具,近年来发展很快,研究成果不断出现于最新的文献中。本文主要是想要综合论述俄歇电子能谱的分析方法，以及概述它在各方面的应用。[1] [1]《俄歇电子能谱仪及其应用》许自图 正文 一、俄歇电子能谱分析的原理
1.1俄歇电子能谱发现的历史 1925年法国科学家俄歇在威尔逊云室中首次观察到了俄歇电子的轨迹，并且他正确的解释了俄歇电子产生的过程，为了纪念他，就用他的名字命名了这种物理现象。到了1953年，兰德才从二次电子能量分布曲线中第一次辨识出这种电子的电子谱线，但是由于俄歇电子谱线强度较低，所以当时检测还比较困难。到了1968年，哈里斯应用微分法和锁相放大器，才解决了如何检测俄歇电子信号的问题，也由此发展了俄歇电子能谱仪。俄歇电子能谱仪不仅可以作为元素的组分分析仪器，还可以检测化学环境信息。咋很多的领域都得到了应用，比如基础物理，应用表面科学等等。 1.2俄歇效应 当一束具有一定能量的电子束（一次电子）射到固体表面的时候，原子对电子产生了弹性散射和非弹性散射。非弹性散射使得电子和原子之间发生了能量的转移，发出X-射线以及二次电子。这个时候如果在固体表面安装一个接受电子的探测器，就可以得到反射电子的数目（强度）按能量分布的电子能谱曲线。 图1 入射电子在固体中激发出的二次电子能谱 俄歇电子是指外壳层电子填补内壳层空穴所释放出来的能量激发了外壳层的另外一电子，并且使得它脱离原子核，逃逸出固体表面的电子，这个过程被俄歇发现，所以称为俄歇电子。
俄歇电子 俄歇电子是由于原子中的中子被激发而产生的次级电子.处于激发态的原子可能发生两类过程.一类是内壳层空穴被外壳层电子所填充,由此释放出能量而产生X射线荧光.另一类是电子由外壳层落到内壳层,用所释放出来的能量打出一个其电离势更低的轨道电子（通常为价电子）.后一个过程称为俄歇过程,以发现此过程的法国科学家P.-V.俄歇命名.被打出来的电子称为俄歇电子.用光或电子轰击固体表面,都能产生俄歇效应. 俄歇电子具有特征性能量,其能量与释放俄歇电子的原子中的电子转移有关.俄歇电子的释放是释放特征性x射线的替代形式.俄歇电子能量E（A）可由下面式子得出： E(A)=E（1）-E（2）-E（3）, 其中,E（1）为具有内壳层空位的原子能量,E（2）为具有外壳层空缺的原子能量,而E（3）为俄歇电子的结合能. 3. 俄歇过程中的能量关系：俄歇电子激发时,内层存在一个空壳层,状态不同于基态原子.虽然俄歇过程十分复杂,涉及到2个电子,3个能级,但是该过程任只与元素种类有关,不同元素俄歇电子动能决定于元素种类和俄歇过程涉及的能级,因此俄歇电子动能仍是元素种类的特征函数.
俄歇电子能谱 俄歇电子的谱线即是俄歇电子能谱.俄歇电子能谱(AES、Auger)是一种利用高能电子束为激发源的表面分析技术.可以从俄歇电子能谱来分析物质的元素组成. 俄歇电子能谱的应用 一．AES分析区域受激原子发射出具有元素特征的俄歇电子 原理 入射电子束和物质作用,可以激发出原子的内层电子.外层 电子向内层跃迁过程中所释放的能量,可能以X光的形式放出, 即产生特征X射线,也可能又使核外另一电子激发成为自由电子,这种自由电子就是俄歇电子引.对于一个原子来说,激发态原子 在释放能量时只能进行一种发射：特征X射线或俄歇电子.原子序数大的元素,特征X射线的发射几率较大,原子序数小的元素,俄歇电子发射几率较大,当原子序数为33时,两种发射几率大致相等.因此,俄歇电子能谱适用于轻元素的分析. 如果电子束将某原子K层电子激发为自由电子,L层电子跃迁到K层,释放的能量又将L层的另一个电子激发为俄歇电子, 这个俄歇电子就称为KLL俄歇电子.同样,LMM俄歇电子是L层电
俄歇电子能谱简介 摘要：本文介绍了俄歇电子的产生、表示、俄歇电子的过程和能量、样品制备技术、以及俄歇电子能谱仪的应用。由此得出俄歇电子能谱仪在材料表面性质研究方面, 有着不可替代的作用。 关键词：俄歇电子；俄歇电子能谱仪；样品制备；应用 俄歇过程是法国科学家Pierre Auger首先发现的。1922年俄歇完成大学学习后加入物理化学实验室在其准备光电效应论文实验时首先发现这一现象，几个月后，于1923年他发表了对这一现象（其后以他的名字命名）的首次描述。30年后它被发展成一种研究原子和固体表面的有力工具。尽管从理论上仍然有许多工作要做，然而俄歇电子能谱现已被证明在许多领域是非常富有成果的，如基础物理（原子、分子、碰撞过程的研究）或基础和应用表面科学。 1.俄歇电子的产生 原子在载能粒子（电子、离子或中性粒子）或X射线的照射下，内层电子可能获得足够的能量而电离，并留下空穴（受激）。当外层电子跃入内层空位时，将释放多余的能量（退激）释放的方式可以是：发射X射线（辐射跃迁退激方式）；发射第三个电子─俄歇电子（俄歇跃迁退激方式）。如下图：
例如，原子中一个K层电子被入射光量子击出后，L层一个电子跃入K层填补空位，此时多余的能量不以辐射X光量子的方式放出，而是另一个L层电子获得能量跃出吸收体，这样的一个K层空位被两个L层空位代替的过程称为俄歇效应，跃出的L层电子称为俄歇电子[1]。 在上述跃迁过程中一个电子能量的降低，伴随另一个电子能量的增高，这个跃迁过程就是俄歇效应。从上述过程可以看出，至少有两个能级和三个电子参与俄歇过程，所以氢原子和氦原子不能产生俄歇电子。同样孤立的锂原子因为最外层只有一个电子，也不能产生俄歇电子。但是在固体中价电子是共用的，所以在各种含锂化合物中也可以看到从锂发生的俄歇电子。俄歇电子的动能取决于元素的种类。 2.俄歇电子的表示 每一俄歇电子的发射都涉及3个电子能级，故常以三壳层符号并列表示俄歇跃迁和俄歇电子。如KL1L1，L1M1M1，L2, 3VV，如下图： 3.俄歇过程和俄歇电子能量 WXY跃迁产生的俄歇电子的动能可近似地用经验公式估算，即：E WXY=E W—E X —E Y,如下图（WXY俄歇过程示意图）：
PHI 700Xi 扫描俄歇纳米探针 简介： 俄歇电子能谱仪（Auger Electron Spectrometer, AES）为微电子业常见的表面分析技术之一。原理是利用一电子束为激发源，使表面原子之内层能阶的电子游离出，原电子位置则会产生电洞，导致能量不稳定，此时外层电子会填补产生之电洞，进而释放能量传递至外层能阶电子，造成接受能量的电子被激发游离，游离的电子即为Auger电子。因其具有特定的动能，所以能依据动能的不同来判定材料表面的元素种类。 PHI的700Xi纳米探针俄歇扫描提供高性能的俄歇（AES）频谱分析，俄歇成像和溅射深度分析的复合材料包括：纳米材料，催化剂，金属和电子设备。维持基于PHI CMA 的核心俄歇仪器性能，和响应了用户所要求以提高二次电子（SE）成像性能和高能量分辨率光谱。PHI的同轴镜分析仪（CMA）提供了同轴分析仪和电子枪的几何实现高灵敏度多角度广泛收集，以便完成三维结构图，在纳米级技术的发展这是最基础的。为了提高SE成像性能，闪烁探测器（Scintillator）已被添加以提高图像质量，另再加上数码按钮的用户界面再一次的提高了易用性。在不用修改CMA和仍维持俄歇在纳米分析的优势下，再添加了高能量分辨率光谱模式，使化学态分析的可能再大大的提高。总括来说，700Xi以优越的俄歇纳米探针从世界领先的俄歇表面分析仪器，提供了实用和成熟的技术，以满足纳米尺度所需要的广泛实验与研发的用途。 图1 - PHI 700Xi 扫描俄歇纳米探针
?同轴电子枪和分析几何和高级的俄歇灵敏度：700Xi的场发射电子源提供了一个高亮度而直径小于6 nm的电子束以产生二次电子成像。700Xi的同轴几何使用了“同轴式分析器（CMA）”，促使高灵敏度俄歇通过广泛角度收集进行分析，即使样品是表面平滑或复杂的形状或高表面粗糙度，都可以确保迅速完成所有分析程序。 ?高稳定性成像平台：隔声外壳与振动隔离器提供更稳定的成像和分析。隔声外壳从真空控制面板降低频率范围从30赫兹到5K赫兹左右的20 dB的声压等级（SPL），稳定的温度大约降低系统造成SEM图像漂移。新的振动隔离器也减少了地面振动对扫描电镜图像和小面积分析的影响。 图2 - 元素成像图显示N（绿色）存在在一个C纳米锥表面上并且有Fe（红色）出现在纳米锥的尖端上 ?增强的SE图像用户界面：PHI700Xi增强SE成像性能，闪烁器检测器（Scintillator）已被添加在仪器上从而提高图像质量，加上数码按钮的用户界面更再次提高了使用的方便性。
第19章俄歇电子能谱分析 19.1引言 俄歇电子的发现可以追溯到1925年，1953年开始研究俄歇电子能谱，直到1967采用了微分方式，才开始出现了商业化的俄歇电子能谱仪，并发展成为一种研究固体表面成分的分析技术。由俄歇电子的信号非常弱，二次电子的背景又很高，再加上积分谱的俄歇峰又比较宽，其信号基本被二次电子的背底所掩盖。 因此，刚开始商业化的俄歇电子能谱仪均采用锁相放大器，记录微分信号。该技术可以大大提高俄歇电子能谱的信背比。随着电子技术和计算机技术的发展，现在的俄歇电子能谱已不再采用锁相模拟微分技术，直接采用计算机采集积分谱，然后再通过扣背底或数字微分的方法提高俄歇电子能谱的信背比。扫描俄歇电子微探针谱仪也发展到可以进行样品表面扫描分析，大大增加了微区分析能力。 与X射线光电子能谱（XPS）一样，俄歇电子能谱（AES）也可以分析除氢氦以外的所有元素。现已发展成为表面元素定性、半定量分析、元素深度分布分析和微区分析的重要手段。三十多年的来，俄歇电子能谱无论在理论上和实验技术上都已获得了长足的发展。俄歇电子能谱的应用领域已不再局限于传统的金属和合金，而扩展到现代迅猛发展的纳米薄膜技术和微电子技术，并大力推动了这些新兴学科的发展。目前AES分析技术已发展成为一种最主要的表面分析工具。 在俄歇电子能谱仪的技术方面也取得了巨大的进展。在真空系统方面已淘汰了会产生油污染的油扩散泵系统，而采用基本无有机物污染的分子泵和离子泵系统，分析室的极限真空也从10-8Pa提高到10-9Pa量级。在电子束激发源方面，已完全淘汰了钨灯丝，发展到使用六硼化铼灯丝和肖特基场发射电子源，使得电子束的亮度，能量分辨率和空间分辨率都有了大幅度的提高。现在电子束的最小束斑直径可以达到20nm，使得AES的微区分析能力和图象分辨率都得到了很大的提高。 AES具有很高的表面灵敏度，其检测极限约为10-3原子单层，其采样深度为1～2nm，比XPS还要浅。更适合于表面元素定性和定量分析，同样也可以应用于表面元素化学价态的研究。配合离子束剥离技术，AES还具有很强的深度分析和界面分析能力。其深度分析的速度比XPS的要快得多，深度分析的深度分辨率也比XPS的深度分析高得多。常用来进行薄膜材料的深度剖析和界面分析。此外，AES还可以用来进行微区分析，且由于电子束束斑非常小，具有很高的空间分别率。可以进行扫描和微区上进行元素的选点分析，线扫描分析和面分布分析。因此，AES方法在材料，机械，微电子等领域具有广泛的应用，尤其是纳米薄膜材料领域。 19.2 方法原理 俄歇电子能谱的原理比较复杂，涉及到原子轨道上三个电子的跃迁过程。当
俄歇电子能谱仪（AES）分析方法介绍 1.俄歇电子能谱仪（AES） 俄歇电子能谱仪（Auger Electron Spectroscopy，AES），作为一种最广泛使用的表面分析方法而显露头角,通过检测俄歇电子信号进行分析样品表面，是一种极表面（0-3nm）分析设备。这种方法的优点是：在靠近表面5-20埃范围内化学分析的灵敏度高，很高的空间分辨率，最小可达到6nm；能探测周期表上He以后的所有元素及元素分布；通过成分变化测量超薄膜厚。它可以用于许多领域，如半导体技术、冶金、催化、矿物加工和晶体生长等方面。 2.俄歇电子能谱仪（AES）工作原理 (1)原子内某一内层电子被激发电离从而形成空位， (2)一个较高能级的电子跃迁到该空位上， (3)再接着另一个电子被激发发射，形成无辐射跃迁过程，这一过程被称为Auger效应,被发射的电子称为Auger电子。 (4)俄歇电子能谱仪通过分析Auger电子的能量和数量，信号转化为元素种类和元素含量。
3.俄歇电子能谱仪（AES）可获取的参数 （1）定性分析：定性除H和He以外的所有元素及化合态。 （2）元素分布：元素表面分布和深度分布，能获极小区域（表面最小6nm，深度最小0.5nm）的元素分布图。 （3）半定量分析：定量除H和He以外的所有元素，浓度极限为10-3。 （4）超薄膜厚：通过成分变化能测量最薄0.5nm薄膜的膜厚。 4.案例分析 案例背景：样品为客户端送检LED碎片，客户端反映LED碎片上Pad表面存在污染物，要求分析污染物的类型。 失效样品确认：将LED碎片放在金相显微镜下观察，寻找被污染的Pad，通过观察，发现Pad表面较多小黑点，黑点直径3μm左右，考虑分析区域大小后选择分析区域最小AES进行分析，能准确分析污染物位置。
俄歇电子能谱分析 一、俄歇电子能谱分析的概况 与X射线光电子能谱（XPS）一样，俄歇电子能谱（AES）也可以分析除氢氦以外的所有元素，现已发展成为表面元素定性、半定量分析、元素深度分布分析和微区分析的重要手段。三十多年的来，俄歇电子能谱无论在理论上和实验技术上都已获得了长足的发展。俄歇电子能谱的应用领域已不再局限于传统的金属和合金，而扩展到现代迅猛发展的纳米薄膜技术和微电子技术，并大力推动了这些新兴学科的发展。目前AES分析技术已发展成为一种最主要的表面分析工具。在俄歇电子能谱仪的技术方面也取得了巨大的进展。在真空系统方面已淘汰了会产生油污染的油扩散泵系统，而采用基本无有机物污染的分子泵和离子泵系统，分析室的极限真空也从10-8Pa提高到10-9Pa量级。在电子束激发源方面，已完全淘汰了钨灯丝，发展到使用六硼化铼灯丝和肖特基场发射电子源，使得电子束的亮度，能量分辨率和空间分辨率都有了大幅度的提高。现在电子束的最小束斑直径可以达到20nm，使得AES的微区分析能力和图象分辨率都得到了很大的提高。AES具有很高的表面灵敏度，其检测极限约为10-3原子单层，其采样深度为1～2nm，比XPS还要浅。更适合于表面元素定性和定量分析，同样也可以应用于表面元素化学价态的研究。配合离子束剥离技术，AES还具有很强的深度分析和界面分析能力。其深度分析的速度比XPS的要快得多，深度分析的深度分辨率也比XPS的深度分析高得多。常用来进行薄膜材料的深度剖析和界面分析。此外，AES 还可以用来进行微区分析，且由于电子束束斑非常小，具有很高的空间分别率。可以进行扫描和微区上进行元素的选点分析，线扫描分析和面分布分析。因此AES方法在材料、机械、微电子等领域具有广泛应用，尤其是纳米薄膜材料领域。 二、基本原理 俄歇电子能谱的原理比较复杂，涉及到原子轨道上三个电子的跃迁过程。当X射线或电子束激发出原子内层电子后，在原子的内层轨道上产生一个空穴，形成了激发态正离子。在这激发态离子的退激发过程中，外层轨道的电子可以向该空穴跃迁并释放出能量，而这种释放出的能量又激发了同一轨道层或更外层轨道的电子被电离，并逃离样品表面，这种出射电子就是俄歇电子。其俄歇跃迁过程