グロー放電発光分析装置 (GD-OES)

概要

グロー放電プラズマを原子の励起・電離源とする原子発光スペクトルを解析する分析法

特長

  • 標準試料を用いることで、深さ方向の元素濃度分布調査が可能
  • マーカス型グロー放電の採用により、数nmレベルの深さ方向分解能(試料形状・マトリクスによる)で薄膜分析が可能
  • 高速スパッタリングが可能なため、数10μm程度の厚い皮膜でも迅速にスパッタが可能。
    そのため、表面、界面、バルク組成の同時分析が可能
  • 高周波方式グロー放電により、非導電性材料(酸化膜・セラミックス・ガラス等)の深さ方向分析も可能
  • 測定前の化学的処理が不用のため、迅速分析にも対応可能

適用例

  • 窒化物層・炭化物層の調査
  • めっき材の膜厚・界面元素調査
  • 金属材料の添加元素・不純物元素調査
  • 非導電性材料(セラミック・ガラス等)の元素分布調査
最小サイズ

装置仕様

  • メーカー名、型式:HORIBA製作所、マーカス型高周波グロー放電発光分析装置(GD-Profiler2)
  • 検出器:光電子増倍管(Photomultiplier)
  • 分光器:ポリクロメーター(45元素)、モノクロメーター(1波長)
  • 感度(検出下限):数10ppm~(元素・試料による)
  • 深さ方向分解能:数nm~(試料形状による)
  • 試料形状:通常は平板(最小:10mm角・径、最大:150mm角・径)
  • 適用試料:導電性材料・非導電性材料
  • 放電径:φ4mm(オプション使用によりφ1mm、φ2mmも可)
  • 測定深さ:~200μm(材質・測定領域により異なる)

測定原理

Arイオンの衝突により試料表面をスパッタリングし、プラズマ中で原子化し励起させる。この励起原子から放出される発光(波長が元素固有)を集光レンズで集光し、光電変換することにより元素濃度を測定する。

  • 測定原理

測定元素

ポリクロメーターでの測定可能な45元素を以下に示します。また、モノクロメーターを用いることにより1波長が測定可能(モノクロメーターの場合、測定元素含有の試料が必要)。

  • 測定元素

金属材料・非金属材料の成分元素・不純物の深さ方向分析

熱処理鋼板(SUS301鋼)の表面元素分布調査

鋼板表面(酸化層)中の元素分布や界面部分の元素の濃化状態の評価が可能です。

  • 熱処理鋼板

熱処理前後での表面状態調査

熱処理前後(左図:処理前、右図:処理後)での表面状態(酸化層中の元素分布状態)評価が可能です。

  • 熱処理前
  • 熱処理後

窒化物鋼板の深さ方向分析

鋼板等の窒素の浸入深さ評価に適しており、100μm程度の深さまでの濃度分析が迅速に可能です。

  • 窒化物鋼板の深さ方向分析

めっき鋼板の膜中及び界面部の元素調査

膜中及び界面部分の含有元素の深さ方向分布の評価が可能です。

  • めっき鋼板の膜中及び界面部の元素調査

Siウエハに蒸着した多層膜(Al /Cr /Ti 膜)の深さ方向分析

組成の異なる材質について膜厚評価が可能です。

  • Siウエハに蒸着した多層膜(Al /Cr /Ti 膜)の深さ方向分析
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