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
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）。
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。
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。
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。
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。
