Identifikation einzelner Heteroatome mit Röntgenspektroskopie

Einzelne Heteroatome in nanoskaligen Materialien spielen oft eine zentrale Rolle für die Materialeigenschaften. Um Materialeigenschaften vollständig zu verstehen, müssen Wissenschaftler in der Lage sein, verschiedene Einzelatome in Proben unterschiedlicher Dicke und Zusammensetzung zu finden und zu identifizieren. Hier zeigen wir die Identifizierung einzelner Si-, S-, P- und Ca-Heteroatome in nanoskaligen zweiphasigen kohlenstoffhaltigen Mischungen unter Nutzung von energiedispersiver Röntgenspektroskopie in einem Rastertransmissionselektronenmikroskop. Um die Robustheit der Technik und die potenziellen Vorteile gegenüber der Elektronenenergieverlustspektroskopie für die Einzelatom-Spezifizierung zu demonstrieren, wurden keine a priori Annahmen bzw. Eingrenzungen in Bezug auf die Probendicke und die Art von Heteroatomarten vorgenommen. Die Identifizierung der verschiedenen Heteroatome erfolgte aus Röntgenspektren mit Messzeiten von 8 s bis 57 s und mit normalisierten Zählraten von 0,096–0,007 Counts pro Sekunde pro pA. Die geringsten Messzeiten/ höchsten Zählraten wurden durch Erhöhung der effektiven Verweilzeit auf dem Atom erzielt, indem das Oversampling-Gebiet des Elektronenstrahl-Rasters minimiert wurde.

Erfahren Sie mehr: Individual heteroatom identification with X-ray spectroscopy (Open Access)

Applied Physics Letter Volume 108, Issue 16, 163101 (2016); Autoren: R.M. Stroud, T.C. Lovejoy, M. Falke, N. D. Bassim, G. J. Corbin, N. Dellby, P. Hrncirik, A. Kaeppel, M. Noack, W. Hahn, M. Rohde und O. L. Krivanek