Optická emisní spektrometrie s doutnavým výbojem - RF-GD-OES
V mnoha průmyslových aplikacích je nutné znát nejen chemické složení vlastního materiálu, ale také chemické složení jeho povrchových vrstev a jejich profil. Pro profilovou analýzu povrchových vrstev je v praxi nejdostupnější a nejpoužívanější metoda RF-GD-OES (RF Glow Discharge Optical Emission Spectrometry) tedy optická emisní spektrometrie s doutnavým výbojem.V případě aplikací jako je povrchová úprava ocelí např. v automobilovém průmyslu nebo polovodičové vrstvy při výrobě integrovaných obvodů v polovodičovém průmyslu hraje chemické složení jednotlivých vrstev velice důležitou roli, neboť určuje mnoho parametrů jako je vzhled, odolnost vůči korozi, adheze, vodivost apod., naproti tomu objemová analýza materiálu pak určuje stabilitu a životnost výrobku. Jedině GDS umožňuje provádění obou typů analýz jak objemové, tak hlavně profilovou analýzu. Výhodou této metody je vysoká rychlost, citlivost všech prvků ve většině materiálů jak vodivých (kovové materiály a slitiny kovů), tak nevodivých (polovodiče, polymery, sklo, keramika apod.) a za přijatelnou cenu.
Firma HORIBA Jobin Yvon nabízí ve svém portfoliu 2 typy spektrometrů s doutnavým výbojem – GD-Profiler 2 a GD Profiler HR. Tyto spektrometry se liší zejména ohniskovou vzdáleností polychromátoru optického systému.
GD-Profiler 2 má ohniskovou vzdálenost polychromátoru 0,5 m a jedná se o kompaktní velice flexibilní spektrometr. GD-Profiler HR je osazen polychromátorem s ohniskovou vzdáleností 1,0 m, který nabízí bezkonkurenční analytický výkon s vysokou rozlišovací schopností.
Spektrometr s doutnavým výbojem od firmy HORIBA Jobin Yvon (HJY).
Jedná se velmi flexibilní spektrometr primárně určený pro profilovou analýzu vrstev a povrchů, který také samozřejmě umožňuje i objemovou elementární chemickou analýzu materiálů.
Optický systém
Vysoce kvalitní optický systém s ohniskovou vzdáleností 0,5 m je osazen originální leptanou holografickou mřížkou HJY, která zajišťují ty nejlepší optické parametry – světelnou účinnost, rozlišovací schopnost a citlivost. Optický systém umožňuje montáž až 47 analytických kanálů (měřených prvků) ve spektrálním rozsahu 110 až 800 nm s optickým rozlišením mezi 18 a 25 pm pro všechny prvky. Široký spektrální rozsah umožňuje i stanovení prvků jako C, N, O, H, a Cl. V tomto případě je optický systém proplachován dusíkem.
Spektrometr může být také vybaven přídavným monochromátorem (volitelné příslušenství) zvyšujícím flexibilitu přístroje a rozšířit tak analytický program spektrometru o simultánní profilovou analýzu N+1 prvků. Další výhodou monochromátoru je možnost skenu celého spektra za méně než 2 minuty.
Detekční systém
Patentovaný systém HDD™ (High Dynamic Detectors) pro automatické nastavení vysokého napětí fotonásobičů zajišťuje vysokou rychlost a citlivost měření zcela bez kompromisů – dynamický rozsah až 1010.
Budící systém – RF generátor
Vysokofrekvenční pulzní budící zdroj (13,56 MHz, třída E) ve spojení s odprašovací komorou umožňuje analyzovat jak vodivé, tak i nevodivé materiály. Standardní průměr výměnné měděné anody je 4 mm, dostupné jsou také anody s průměrem 2, 7, 8 a 1mm. Chlazení vzorku za pomoci uzavřeného recirkulačního systému dovoluje analyzovat i velmi tenké vrstvy jako jsou polymery, které mají nízkou teplotu tavení. Lampa využívá unikátní dvoustupňovou evakuaci minimalizující redepozici na okraji kráteru a umožňující dosáhnout plochého a hlubšího (pod 200µm) kráteru. Přístroj může být vybaven speciálním patentovaným systémem Centrelite™ umožňujícím přesné umístění vzorků.
Technická specifikace
Optický systém
| Montáž | Paschen-Runge |
| Ohnisková vzdálenost | 0.5 m |
| Teplotní stabilizace |
Ano |
| Proplach dusíkem | Ano |
| Mřížka, počet vrypů / mm |
2400 gr/mm 2 řády |
| Lineární disperse v 1. řádu |
0.83 nm/mm |
| Lineární disperse v 2. řádu | 0.41 nm/mm |
| Volitelný Monochromator / Image |
Ano |
| Volitelný polychromator pro stanovení alkálií | Ano |
RF Generátor
| Observation | Přímé |
| Frekvence | 13.56 MHz |
| Řízení průtoku argonu |
Mass flow |
| Výkon | 300 W (pulzní) |
| Chlazení vzorku |
Ano |