岛津XPS采用的DLD二维探测器，看得见的XPS “快速”平行成像
日期：2024-04-27 03:32
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摘要：岛津XPS采用的DLD二维探测器，看得见的XPS “快速”平行成像多聚网状聚丙烯可以作为医用材料，用于疝气外科手术和其它软组织缺损的修复。但由于亲疏水性能的差异，人体中植入这些材料可能会引起感染。为了降低感染率，可以对其进行表面改性，例如采用聚乙二醇（PEG）对聚丙烯（PP）进行表面等离子体改性，
岛津XPS采用的DLD二维探测器，看得见的XPS “快速”平行成像
提到X射线光电子能谱（XPS）技术，大家并不陌生，其可根据得到的元素结合能位置对样品表面元素及其价态进行分析；当样品表面成分不均匀时，大家通常会想到需要借助扫描电镜、电子探针等技术观察元素的分布情况，而大多人对于采用XPS技术进行元素成像了解甚少，那么XPS成像到底具有哪些特点，以及能在哪些方面进行应用呢？带着这些问题，小编先带大家来看两个例子。
医用纺织品改性分析（C-C、C-O化学态成像）
多聚网状聚丙烯可以作为医用材料，用于疝气外科手术和其它软组织缺损的修复。但由于亲疏水性能的差异，人体中植入这些材料可能会引起感染。为了降低感染率，可以对其进行表面改性，例如采用聚乙二醇（PEG）对聚丙烯（PP）进行表面等离子体改性，由于PEG结构中存在C-O键，而PP中则主要为C-C键和C-H键，因此可以分别对C-C与C-O两种化学态成像来辅助判断表面改性的均匀性，成像结果见下图1：其中绿色代表PEG涂覆改性较好的区域；红色代表较差的区域，混合区域代表PEG与PP共存。
PP网状结构上PEG涂覆材料测试结果：绿色代表涂覆较好的区域；红色代表涂覆较差的区域
硅片表面氧化硅颗粒分布（单质Si、SiO2化学态成像）
如下图2为单质硅基底表面沉积氧化硅颗粒，通过XPS成像可以表征SiO2及单质Si的分布情况，且可以由成像结果得到在不同区域的某化学态的相对含量，如下选择了四个不同的区域，分别计算得到了单质Si与SiO2的相对含量，该应用可拓展至硅片表面生长氧化硅膜、硅片表面氧化硅物种去除等研究。
单质Si基质上沉积SiO2颗粒的成像结果：绿色和红色分别为单质态Si和SiO2的Si2p成像结果
通过以上两个例子，相信大家对于XPS成像技术的应用有了初步的了解。随着XPS技术的发展以及对分析技术的要求，成像及小束斑（微区）XPS分析备受关注，尤其是针对微电子器件和表面改性材料。扫描电镜、电子探针等技术可以观察元素分布情况，但对于超轻元素（如Li）以及元素化学态的分布检测却束手无策，采用成像XPS技术可表征由Li~U元素的分布，且可以分别采集元素不同化学状态的成像结果。岛津XPS仪器配备DLD二维延迟线检测器，具有常规扫描采谱、快照采谱（较适用于深度剖析过程中成分变化监测）以及平行成像三个模式，可谓身兼数职！
岛津XPS采用的DLD二维探测器，可以同时采集元素的位置和强度信息，无须扫描样品台，因此在数分甚至数秒内便可以得到元素的化学态分布信息，成像分辨率可达1μm。如下视频所示，仅在不到2min的时间内便得到了400*400μm区域内Au元素的分布情况；针对得到的元素成像结果可以进行选区分析，两个不同位置测得元素存在很大差异，区域1表面主要由C、O、Au、F元素组成，区域2表面则主要由C、O、Si元素组成，在数分钟之内便可得到几十微米范围内的元素谱图，实现精准的微区分析。
传统的扫描电镜、电子探针等技术较难进行超轻元素（如Li）以及元素化学态的分布检测，传统的XPS技术仅能给出某一区域的元素化学态，缺少化学态空间分布的信息，XPS成像技术应研究需求而生，可以很好的解决以上难题。岛津XPS仪器配备DLD二维延迟线检测器，在兼备高效采谱功能的同时还可以完成快速平行成像，对半导体器件微区分析、表面改性/处理等材料的表征提供了有力手段。
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提到X射线光电子能谱（XPS）技术，大家并不陌生，其可根据得到的元素结合能位置对样品表面元素及其价态进行分析；当样品表面成分不均匀时，大家通常会想到需要借助扫描电镜、电子探针等技术观察元素的分布情况，而大多人对于采用XPS技术进行元素成像了解甚少，那么XPS成像到底具有哪些特点，以及能在哪些方面进行应用呢？带着这些问题，小编先带大家来看两个例子。
医用纺织品改性分析（C-C、C-O化学态成像）
多聚网状聚丙烯可以作为医用材料，用于疝气外科手术和其它软组织缺损的修复。但由于亲疏水性能的差异，人体中植入这些材料可能会引起感染。为了降低感染率，可以对其进行表面改性，例如采用聚乙二醇（PEG）对聚丙烯（PP）进行表面等离子体改性，由于PEG结构中存在C-O键，而PP中则主要为C-C键和C-H键，因此可以分别对C-C与C-O两种化学态成像来辅助判断表面改性的均匀性，成像结果见下图1：其中绿色代表PEG涂覆改性较好的区域；红色代表较差的区域，混合区域代表PEG与PP共存。
PP网状结构上PEG涂覆材料测试结果：绿色代表涂覆较好的区域；红色代表涂覆较差的区域
硅片表面氧化硅颗粒分布（单质Si、SiO2化学态成像）
如下图2为单质硅基底表面沉积氧化硅颗粒，通过XPS成像可以表征SiO2及单质Si的分布情况，且可以由成像结果得到在不同区域的某化学态的相对含量，如下选择了四个不同的区域，分别计算得到了单质Si与SiO2的相对含量，该应用可拓展至硅片表面生长氧化硅膜、硅片表面氧化硅物种去除等研究。
单质Si基质上沉积SiO2颗粒的成像结果：绿色和红色分别为单质态Si和SiO2的Si2p成像结果
通过以上两个例子，相信大家对于XPS成像技术的应用有了初步的了解。随着XPS技术的发展以及对分析技术的要求，成像及小束斑（微区）XPS分析备受关注，尤其是针对微电子器件和表面改性材料。扫描电镜、电子探针等技术可以观察元素分布情况，但对于超轻元素（如Li）以及元素化学态的分布检测却束手无策，采用成像XPS技术可表征由Li~U元素的分布，且可以分别采集元素不同化学状态的成像结果。岛津XPS仪器配备DLD二维延迟线检测器，具有常规扫描采谱、快照采谱（较适用于深度剖析过程中成分变化监测）以及平行成像三个模式，可谓身兼数职！
岛津XPS采用的DLD二维探测器，可以同时采集元素的位置和强度信息，无须扫描样品台，因此在数分甚至数秒内便可以得到元素的化学态分布信息，成像分辨率可达1μm。如下视频所示，仅在不到2min的时间内便得到了400*400μm区域内Au元素的分布情况；针对得到的元素成像结果可以进行选区分析，两个不同位置测得元素存在很大差异，区域1表面主要由C、O、Au、F元素组成，区域2表面则主要由C、O、Si元素组成，在数分钟之内便可得到几十微米范围内的元素谱图，实现精准的微区分析。
传统的扫描电镜、电子探针等技术较难进行超轻元素（如Li）以及元素化学态的分布检测，传统的XPS技术仅能给出某一区域的元素化学态，缺少化学态空间分布的信息，XPS成像技术应研究需求而生，可以很好的解决以上难题。岛津XPS仪器配备DLD二维延迟线检测器，在兼备高效采谱功能的同时还可以完成快速平行成像，对半导体器件微区分析、表面改性/处理等材料的表征提供了有力手段。
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