JP2014066586A - Method for preparing analysis sample and analysis method using the analysis sample - Google Patents
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Abstract
【課題】絶縁性の粉末試料を分析対象としたオージェ電子分光分析に際して、帯電現象を抑制して正確な分析を可能にする分析試料調製方法及びその分析方法を提供する。
【解決手段】オージェ電子分光分析法により絶縁性粉末の元素分析を行うための分析試料の調製方法であって、絶縁性粉末と導電助剤との混合を行い、混合によって得られた混合物を金属製の粉末ホルダーに充填し、混合物に対して断面加工を行うことにより分析断面を形成する。
【選択図】図3An object of the present invention is to provide an analysis sample preparation method and an analysis method thereof capable of suppressing an electrification phenomenon and performing an accurate analysis in Auger electron spectroscopy analysis using an insulating powder sample as an analysis target.
An analytical sample preparation method for performing elemental analysis of insulating powder by Auger electron spectroscopy, wherein the insulating powder and a conductive additive are mixed, and the mixture obtained by mixing is mixed with metal. An analysis cross section is formed by filling a powder holder made of the product and processing the cross section of the mixture.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、オージェ電子分光分析法によって絶縁性粉末試料の元素分析を行うための分析試料調製方法及びその分析方法に関する。 The present invention relates to an analysis sample preparation method for performing elemental analysis of an insulating powder sample by Auger electron spectroscopy and an analysis method thereof.
オージェ電子分光分析法(AES)は、試料表面に電子線を照射し、試料表面から放出されたオージェ電子の運動エネルギーを検出する分析法である。 Auger electron spectroscopy (AES) is an analysis method in which a sample surface is irradiated with an electron beam and the kinetic energy of Auger electrons emitted from the sample surface is detected.
原子に電子線を照射すると、電子線の照射によって原子の内殻に空孔が生じ、この内殻空孔に外殻の準位から電子が遷移してくる。このとき、内殻と外殻の差分に相当するエネルギーが外殻の別の電子に与えられ、エネルギーが与えられた電子が原子外に飛び出してくる。この飛び出した電子をオージェ電子という。 When an atom is irradiated with an electron beam, a hole is generated in the inner shell of the atom due to the irradiation of the electron beam, and an electron transits to the inner shell hole from the level of the outer shell. At this time, energy corresponding to the difference between the inner shell and the outer shell is given to another electron in the outer shell, and the given electron jumps out of the atom. This jumped-out electron is called Auger electron.
具体的に、これらの現象を酸素を例に説明すると、酸素原子に電子線を照射すると、酸素原子の内殻であるK殻に空孔が生じそのK殻の空孔に外殻のL殻の電子が遷移してくる。そして、このとき、K殻とL殻の差分のエネルギーがL殻の別の電子に与えられて、その電子がオージェ電子(「OKLLオージェ電子」と表記。)として原子外に飛び出す。 Specifically, these phenomena will be explained using oxygen as an example. When an oxygen atom is irradiated with an electron beam, vacancies are generated in the K shell, which is the inner shell of the oxygen atoms, and the outer L shell is formed in the K shell vacancies. The electrons will transition. At this time, the energy of the difference between the K shell and the L shell is given to another electron of the L shell, and the electron jumps out of the atom as an Auger electron (denoted as “O KLL Auger electron”).
オージェ電子の運動エネルギー値は各元素に特有であることから、オージェ電子の運動エネルギーを検出するオージェ電子分光分析法によって、試料に含まれる元素情報を取得することができる。なお、このオージェ電子分光分析法は、上述した原理に基づく分析法であることから、分析対象元素はLiより原子番号の大きな元素となる。 Since the kinetic energy value of Auger electrons is unique to each element, element information contained in the sample can be acquired by Auger electron spectroscopy that detects the kinetic energy of Auger electrons. In addition, since this Auger electron spectroscopic analysis method is an analysis method based on the above-described principle, the element to be analyzed is an element having an atomic number larger than that of Li.
このオージェ電子分光分析法は、オージェ電子の発生効率が軽元素ほど高いことから、蛍光X線及び特性X線を用いた分光分析法と比較して、特に軽元素の分析に有効な分析法である。また、オージェ電子分光分析法は、オージェ電子の脱出深さが試料表面から数nmであるので、試料の最表面の元素情報が取得できることを特徴とする分析法である。さらにオージェ電子分光分析法では、熱電子放出型や電界放出型の電子線銃を電子線源として用いており、電子線を磁場レンズによって収束させることができるため、サブμm程度の局所領域の分析が可能である。 This Auger electron spectroscopy is more effective for the analysis of light elements compared to spectroscopic methods using fluorescent X-rays and characteristic X-rays because the generation efficiency of Auger electrons is higher for light elements. is there. The Auger electron spectroscopy is an analysis method characterized in that element information on the outermost surface of the sample can be acquired because the escape depth of the Auger electrons is several nm from the sample surface. Furthermore, in Auger electron spectroscopy, a thermionic emission or field emission electron beam gun is used as the electron beam source, and the electron beam can be converged by a magnetic lens, so that analysis of a local region of about sub-μm is possible. Is possible.
ところで、上述したオージェ電子分光分析法と各種の断面加工技術を併用することで、試料の断面部分の分析が可能である。 By the way, the cross-sectional portion of the sample can be analyzed by using the above-described Auger electron spectroscopy and various cross-section processing techniques in combination.
しかしながら、オージェ電子分光分析法は、電子線をプローブとして用いるため、試料が絶縁性の場合には帯電現象を起こすという問題がある。試料に照射された電子は、試料が導電物である場合には金属製の試料ホルダーを通して系外へ流れ出るが、試料が絶縁性である場合には試料表面に照射電子や電子線照射によって生じた2次電子が溜まり、試料表面がマイナスに帯電する。特に、絶縁性粉末試料における粉末断面を分析したい場合、従来法では試料を樹脂中に埋め込んでクロスセクションポリッシャーや研磨等を用いて断面加工を行った後に分析を行うが、このオージェ電子分光分析法では、試料が絶縁性であるだけでなく周囲の樹脂も絶縁性であるため、測定領域内の余分な電子が測定領域外に逃げず、帯電現象を抑制することが非常に困難となる。 However, Auger electron spectroscopy uses the electron beam as a probe, so that there is a problem that a charging phenomenon occurs when the sample is insulative. Electrons irradiated to the sample flow out of the system through a metal sample holder when the sample is a conductive material, but when the sample is insulative, it is generated by irradiation of electrons or electron beams on the sample surface. Secondary electrons accumulate and the sample surface is negatively charged. In particular, if you want to analyze the cross-section of a powder in an insulating powder sample, the conventional method is to embed the sample in a resin and perform cross-section processing using a cross-section polisher or polishing. Then, since the sample is not only insulative, but also the surrounding resin is insulative, excess electrons in the measurement region do not escape outside the measurement region, making it very difficult to suppress the charging phenomenon.
そして、このような帯電現象が生じると、その結果として仕事関数が変化し、オージェ電子のピークエネルギー値は真の値よりも高エネルギー側にシフトする。このようなピークシフトは元素を特定する際に、誤った結果になるおそれがある。 When such a charging phenomenon occurs, the work function changes as a result, and the peak energy value of Auger electrons shifts to a higher energy side than the true value. Such peak shifts can lead to erroneous results when identifying elements.
上述のような帯電現象を抑制する方法として、Arイオン銃を用いて低エネルギーのArイオンを照射し、余分な電子を除去する方法(例えば、非特許文献1を参照。)や、試料を傾斜させて電子線入射角を浅くすることで放出二次電子量を多くし、試料表面に電子が溜まり難くする方法(例えば、非特許文献2を参照。)が取られている。また、試料表面に数nm程度の導電性薄膜を形成して、電子を試料外に逃がす方法も提案されている(例えば、特許文献1を参照。)。さらに、試料がバルクの場合には、金属板で測定部位を囲むようにしてマスクをとり、電子を系外に逃がす方法も一般的に行われている。 As a method of suppressing the charging phenomenon as described above, a method of irradiating low-energy Ar ions using an Ar ion gun to remove excess electrons (for example, see Non-Patent Document 1), or tilting a sample. Thus, a method of increasing the amount of secondary electrons emitted by making the incident angle of the electron beam shallow to make it difficult for electrons to accumulate on the sample surface (see, for example, Non-Patent Document 2) has been taken. In addition, a method has been proposed in which a conductive thin film of about several nm is formed on the sample surface to allow electrons to escape outside the sample (see, for example, Patent Document 1). Furthermore, when the sample is bulk, a method is generally employed in which a mask is taken so as to surround the measurement site with a metal plate and electrons are allowed to escape from the system.
しかしながら、Arイオンを照射する方法や試料を傾斜させる方法では、試料の導電性が著しく低い場合には十分な帯電解消効果が得られないことが多い。また、試料表面に数nm程度の導電性薄膜を形成する手法では、オージェ電子の検出深さが数nmであるため、導電性薄膜の情報が目的元素の情報を妨害するという問題がある。さらに、金属板でマスクする方法では、平坦なバルク試料には適用可能であるものの、凹凸の大きな試料や、粉末の試料、樹脂に埋め込んで断面加工を行った粉末サンプルである場合には十分な効果が得られ難い。 However, in the method of irradiating Ar ions or the method of tilting the sample, a sufficient charge eliminating effect is often not obtained when the conductivity of the sample is extremely low. In addition, the method of forming a conductive thin film of about several nm on the sample surface has a problem that information on the conductive thin film interferes with information on the target element because the Auger electron detection depth is several nm. Furthermore, the method of masking with a metal plate can be applied to a flat bulk sample, but it is sufficient for a sample with large irregularities, a powder sample, or a powder sample embedded in a resin and subjected to cross-section processing. It is difficult to obtain the effect.
そこで、本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、絶縁性の粉末試料を分析対象としたオージェ電子分光分析に際して、帯電現象を抑制して正確な分析を可能にする分析試料調製方法及び分析方法を提供する。 Therefore, the present invention has been proposed in view of such circumstances, and in the Auger electron spectroscopic analysis with an insulating powder sample as an analysis object, an analysis that enables accurate analysis by suppressing the charging phenomenon. Sample preparation methods and analysis methods are provided.
本件発明者は、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、絶縁性粉末の周囲に導電助剤を存在させることによって、測定領域内の余分な電子を効率よく試料外に逃して帯電を解消できることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies in order to solve the above-mentioned problems, the present inventor efficiently causes excess electrons in the measurement region to escape from the sample by allowing a conductive additive to exist around the insulating powder. It has been found that charging can be eliminated, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明に係る分析試料調製方法は、オージェ電子分光分析法により絶縁性粉末の元素分析を行うための分析試料の調製方法であって、前記絶縁性粉末と導電助剤との混合を行い、該混合によって得られた混合物を金属製の粉末ホルダーに充填し、該混合物に対して断面加工を行うことにより分析断面を形成することを特徴とする。 That is, the analytical sample preparation method according to the present invention is a method for preparing an analytical sample for performing elemental analysis of an insulating powder by Auger electron spectroscopy, and the insulating powder and a conductive additive are mixed. The analysis section is formed by filling the mixture obtained by the mixing into a metal powder holder and subjecting the mixture to cross-section processing.
ここで、前記導電助剤としては、黒鉛粉末あるいは金属粉末を用いることが好ましい。 Here, it is preferable to use graphite powder or metal powder as the conductive assistant.
また、前記混合においては、前記絶縁性粉末に対する前記導電助剤の体積比率を、混合前の体積基準で1/10〜9/10とすることが好ましい。 Moreover, in the said mixing, it is preferable that the volume ratio of the said conductive support agent with respect to the said insulating powder shall be 1 / 10-9 / 10 on the volume reference | standard before mixing.
また、前記断面加工は、クロスセクションポリシャーにより行うことが好ましい。 Moreover, it is preferable to perform the said cross-section process by a cross section polisher.
また、本発明に係る分析方法は、オージェ電子分光分析法により絶縁性粉末の元素分析を行う分析方法であって、前記絶縁性粉末と導電助剤との混合を行い、該混合によって得られた混合物を金属製の粉末ホルダーに充填し、該混合物に対して断面加工を行うことにより分析断面を形成して得られた分析試料を用いて元素分析を行うことを特徴とする。 Moreover, the analysis method according to the present invention is an analysis method for performing elemental analysis of insulating powder by Auger electron spectroscopy, and obtained by mixing the insulating powder and a conductive additive. The mixture is filled in a metal powder holder, and the analysis is performed using the analysis sample obtained by forming an analysis section by performing cross-section processing on the mixture.
本発明に係る分析試料調製方法によれば、絶縁性の粉末試料をオージェ電子分光分析法により分析するに際して、電子線照射により発生する2次電子に起因する帯電現象を簡便に且つ効果的に抑制することができる分析試料とすることができる。また、この分析試料を用いた分析方法によれば、帯電現象を抑制することができるので、正確に元素情報を取得して精度の高い元素分析を行うことができる。 According to the analytical sample preparation method of the present invention, when an insulating powder sample is analyzed by Auger electron spectroscopy, the charging phenomenon caused by secondary electrons generated by electron beam irradiation is easily and effectively suppressed. An analytical sample that can be used. Further, according to the analysis method using this analysis sample, the charging phenomenon can be suppressed, so that element information can be obtained accurately and element analysis can be performed with high accuracy.
以下、本発明に係るオージェ電子分光分析法に用いる分析試料の調製方法及びその方法により調製された分析試料を用いた分析方法の具体的な実施形態(以下、「本実施の形態」という。)について、図面を参照しながら以下の順序で詳細に説明する。
1.オージェ電子分光分析法に用いる分析試料の調製方法
2.オージェ電子分光分析法による分析方法
3.実施例
Hereinafter, a specific embodiment of an analysis sample preparation method used in the Auger electron spectroscopy analysis method according to the present invention and an analysis method using the analysis sample prepared by the method (hereinafter referred to as “this embodiment”). Will be described in detail in the following order with reference to the drawings.
1. 1. Preparation method of analytical sample used for Auger electron spectroscopy 2. Analysis method by Auger electron spectroscopy Example
<1.オージェ電子分光分析法に用いる分析試料の調製方法>
本実施の形態に係る分析試料調製方法は、オージェ電子分光分析法によって試料の元素分析を行うための分析試料の調製方法であって、絶縁性であり且つ粉末の試料(以下、「絶縁性粉末」という。)を分析対象とする試料の調製方法である。
<1. Preparation of analytical sample for use in Auger electron spectroscopy>
The analytical sample preparation method according to the present embodiment is an analytical sample preparation method for performing elemental analysis of a sample by Auger electron spectroscopy, and is an insulating and powder sample (hereinafter referred to as “insulating powder”). Is a sample preparation method for analysis.
具体的に、この分析試料調製方法は、分析対象となる絶縁性粉末と導電助剤との混合を行い、混合によって得られた混合物を金属製の粉末ホルダーに充填し、混合物に対して断面加工を行うことにより分析断面を形成することを特徴とする。 Specifically, in this analytical sample preparation method, the insulating powder to be analyzed and the conductive additive are mixed, the mixture obtained by mixing is filled in a metal powder holder, and the cross-section processing is performed on the mixture. The analysis cross section is formed by performing the above.
この分析試料調製方法によれば、オージェ電子分光分析において電子線照射により発生する2次電子に起因する帯電現象を簡便に且つ効果的に抑制(解消)することができ、正確な元素情報を取得して精度の高い元素分析を可能にする分析試料とすることができる。 According to this analytical sample preparation method, charging phenomenon caused by secondary electrons generated by electron beam irradiation in Auger electron spectroscopic analysis can be easily and effectively suppressed (eliminated), and accurate elemental information is acquired. Thus, it is possible to obtain an analysis sample that enables highly accurate elemental analysis.
(絶縁性粉末と導電助剤との混合)
本実施の形態に係る分析試料調製方法では、先ず、分析対象試料である絶縁性粉末と、導電助剤とを混合する。すなわち、絶縁性粉末に対して導電助剤を混ぜ合わせることによって、絶縁性粉末の周囲に導電材料が存在するような状態とする。
(Mixing of insulating powder and conductive aid)
In the analytical sample preparation method according to the present embodiment, first, an insulating powder that is a sample to be analyzed and a conductive additive are mixed. That is, by mixing a conductive additive with the insulating powder, the conductive material is present around the insulating powder.
このように、絶縁性粉末と導電助剤とを混合することによって、絶縁性の試料に対して電子線を照射することによって生じる2次電子を、その導電助剤を介して逃がすことができ、帯電現象の発生を抑制することができる。 In this way, by mixing the insulating powder and the conductive additive, secondary electrons generated by irradiating the insulating sample with the electron beam can be released via the conductive additive, Generation of the charging phenomenon can be suppressed.
導電助剤としては、導電性を有するものであれば特に限定されないが、例えば黒鉛粉末や金属粉末等を用いることができる。ただし、絶縁性粉末中の分析対象元素とは異なる元素から構成される物質からなるものであることが好ましい。 Although it will not specifically limit as a conductive support agent if it has electroconductivity, For example, a graphite powder, a metal powder, etc. can be used. However, it is preferable that the insulating powder is made of a substance composed of an element different from the element to be analyzed.
また、導電助剤は、微粉末であることが好ましく、その平均粒径が1μm以下であることが好ましい。このように平均粒径が1μm以下の微粉末の導電助剤を用いることによって、絶縁性粉末と導電助剤とが効率的に接触して、より効果的に帯電解消の効果を得ることができる。導電助剤の平均粒径が1μm以上であると、試料である絶縁性粉末との接触面積が小さくなり、十分な帯電解消の効果が得られない可能性がある。 Moreover, it is preferable that a conductive support agent is a fine powder, and it is preferable that the average particle diameter is 1 micrometer or less. In this way, by using a fine conductive assistant having an average particle size of 1 μm or less, the insulating powder and the conductive assistant can be effectively contacted to obtain a more effective charge elimination effect. . When the average particle size of the conductive auxiliary agent is 1 μm or more, the contact area with the insulating powder as the sample becomes small, and there is a possibility that sufficient effect of eliminating the charge cannot be obtained.
絶縁性粉末と導電助剤との混合割合としては、特に限定されないが、その絶縁性粉末に対する導電助剤の体積比率が混合前の体積基準で1/10〜9/10となるように混合することが好ましい。絶縁性粉末に対する導電助剤の体積比率が1/10未満では、十分な帯電解消の効果が得られない可能性があり、一方で、9/10を越えると、断面加工後に絶縁性粉末が導電助剤に埋もれて表面に露出しなくなる可能性がある。 The mixing ratio of the insulating powder and the conductive auxiliary agent is not particularly limited, but is mixed so that the volume ratio of the conductive auxiliary agent to the insulating powder is 1/10 to 9/10 based on the volume before mixing. It is preferable. If the volume ratio of the conductive additive to the insulating powder is less than 1/10, there is a possibility that sufficient effect of eliminating the charge cannot be obtained. On the other hand, if the volume ratio exceeds 9/10, the insulating powder becomes conductive after the cross-section processing. There is a possibility of being buried in the auxiliary agent and not being exposed on the surface.
また、絶縁性粉末と導電助剤との混合方法としては、特に限定されるものではなく周知の混合方法を適用することができる。その中でも、試料である絶縁性粉末を適当な大きさのバイアル瓶に入れて蓋をし、ボルテックスミキサーを用いて混合する方法を用いることが好ましい。これにより、絶縁性粉末と導電助剤とをより均一に混合することができ、発生した2次電子を導電助剤を介して効率的に逃がすことができる。また、この方法により混合するに際しては、混合時のコンタミの影響を可能な限り除去するため、バイアル瓶の材質はガラスとし、蓋の材質はテフロンとすることが好ましい。 Further, the mixing method of the insulating powder and the conductive additive is not particularly limited, and a well-known mixing method can be applied. Among them, it is preferable to use a method in which an insulating powder as a sample is placed in a vial of an appropriate size, covered, and mixed using a vortex mixer. Thereby, insulating powder and a conductive support agent can be mixed more uniformly, and the generated secondary electron can be efficiently escaped via a conductive support agent. Further, when mixing by this method, in order to remove the influence of contamination during mixing as much as possible, the material of the vial is preferably glass and the material of the lid is preferably Teflon.
(粉末ホルダーへの充填)
このようにして絶縁性粉末と導電助剤とを混合すると、次に、混合によって得られた混合物を粉末ホルダーに充填する。この粉末ホルダーは、金属製のものを使用する。
(Filling into powder holder)
When the insulating powder and the conductive additive are mixed in this manner, the mixture obtained by the mixing is then filled in the powder holder. This powder holder is made of metal.
このように、分析対象となる絶縁性粉末を含む混合物を粉末ホルダーに充填して固定することにより、この粉末ホルダーごと分析装置に載置固定することを可能にし、粉末試料であっても簡便にオージェ電子分光分析による分析を行うことができる。また、その粉末ホルダーとして金属製のものを用いることにより、電子線の照射によって生じた2次電子を金属製の粉末ホルダーを介して系外に逃がすことができ、帯電現象をより効果的に抑制することができる。 In this way, by filling and fixing the mixture containing the insulating powder to be analyzed in the powder holder, it is possible to place and fix the powder holder together with the analyzer. Analysis by Auger electron spectroscopy can be performed. In addition, by using a metal holder as the powder holder, secondary electrons generated by electron beam irradiation can be released out of the system through the metal powder holder, and the charging phenomenon can be suppressed more effectively. can do.
具体的に、混合物を充填する粉末ホルダーとしては、図1に模式図を示す形状のものを用いることができる。なお、図1(A)が一例として示す粉末ホルダー10の斜視図であり、図1(B)が粉末ホルダー10の粉末充填部11を通過する垂直断面図である。
Specifically, as the powder holder for filling the mixture, one having a shape shown in a schematic diagram in FIG. 1 can be used. 1A is a perspective view of the
粉末ホルダー10は、金属製のものであれば、その種類は特に限定されない。
If the
また、粉末ホルダー10の粉末充填部11の形状は、特に限定されないが、例えば図1に示すような円形状とすることができる。また、その粉末充填部11の穴の径や深さについても、特に限定されるものではなく、試料の量等に応じて適宜設定することができる。
Moreover, the shape of the
図2は、絶縁性粉末20と導電助剤21とを混合して得られた混合物22を粉末ホルダー10に充填させたときの状態を示す模式図である。なお、図2(A)が混合物22を粉末ホルダー10に充填させた状態の斜視図であり、図2(B)が粉末充填部11に充填された混合物22を通過する垂直断面図である。
FIG. 2 is a schematic view showing a state when the
(断面加工(分析断面の形成))
上述のようにして粉末ホルダーに絶縁性粉末と導電助剤との混合物を充填すると、次に、その混合物に対して断面加工を施して、オージェ電子分光分析による電子線の照射面となる分析断面を形成し、分析試料とする。
(Cross section processing (formation of analysis section))
When the powder holder is filled with the mixture of the insulating powder and the conductive additive as described above, the cross section is processed for the mixture, and the analysis cross section that becomes the irradiation surface of the electron beam by Auger electron spectroscopy analysis To form an analysis sample.
混合物に対して施す断面加工方法としては、特に限定されないが、クロスセクションポリッシャーにより行うことが好ましい。 The cross-section processing method applied to the mixture is not particularly limited, but is preferably performed by a cross section polisher.
クロスセクションポリッシャー法(CP法)は、試料に遮蔽板を密着させて遮蔽板から出ている部分をアルゴンイオンのスパッタリングで削ることによって断面を作成する方法である。このクロスセクションポリッシャーによれば、よりきれいな鏡面仕上げが可能となって分析精度を高めることができるとともに、特に、本実施の形態のように絶縁性粉末と導電助剤との異なる材料が混在している混合物に対して、効果的に断面加工を行うことができるという点で好ましい。 The cross section polisher method (CP method) is a method of creating a cross section by bringing a shielding plate into close contact with a sample and scraping a portion protruding from the shielding plate by sputtering with argon ions. According to this cross section polisher, a finer mirror finish can be achieved and analysis accuracy can be improved. In particular, different materials of insulating powder and conductive additive are mixed as in this embodiment. It is preferable in that the cross-section processing can be effectively performed on the existing mixture.
図3は、粉末ホルダー10に充填させた絶縁性粉末20と導電助剤21との混合物22を断面加工して得られた分析試料30の模式図である。なお、図3(A)が分析試料30の斜視図であり、図3(B)が断面加工した混合物22を通過する垂直断面図である。
FIG. 3 is a schematic view of an
以上説明したように、本実施の形態に係る分析試料調製方法は、分析対象となる絶縁性粉末に導電助剤を混ぜ合わせ、混合して得られた混合物を金属製の粉末ホルダーに充填して、その混合物に対して断面加工を行うことにより分析断面を形成して分析試料とする。 As described above, in the analytical sample preparation method according to the present embodiment, the conductive powder is mixed with the insulating powder to be analyzed, and the resulting mixture is filled into a metal powder holder. Then, by performing cross-section processing on the mixture, an analysis cross section is formed to obtain an analysis sample.
このような方法によって調製された分析試料によれば、分析対象が絶縁性であり且つ粉末の試料であっても、電子線の照射によって生じる2次電子に起因する帯電現象を抑制(解消)することができる。また、この分析試料では、絶縁性粉末と導電助剤とを金属製の粉末ホルダーに充填させているので、余分な2次電子を測定領域外に効率的に逃がすことができ、より効果的に帯電現象の発生を抑制することができる。 According to the analysis sample prepared by such a method, even if the analysis target is an insulating material and a powder sample, the charging phenomenon caused by the secondary electrons caused by the electron beam irradiation is suppressed (eliminated). be able to. Moreover, in this analysis sample, since the insulating powder and the conductive auxiliary agent are filled in the metal powder holder, excess secondary electrons can be efficiently released out of the measurement region, and more effectively. Generation of the charging phenomenon can be suppressed.
また、このような調製方法によれば、従来行われていた、低エネルギーのArイオンを照射する方法や試料を傾けて二次電子が溜まり難くする方法等のように、手間や精密な調整を要することなく、簡便な操作で帯電現象の抑制を可能にする分析試料を調製することができる。また、導電性薄膜を試料表面に形成する従来法のように、分析元素の情報を妨害することもないため、的確に且つ高い精度で元素情報を得ることができる試料となる。 In addition, according to such a preparation method, laborious and precise adjustments such as a conventional method of irradiating low-energy Ar ions or a method of tilting a sample to make it difficult for secondary electrons to accumulate are performed. It is not necessary to prepare an analytical sample that can suppress the charging phenomenon with a simple operation. Further, unlike the conventional method in which a conductive thin film is formed on the sample surface, the information on the analysis element is not disturbed, so that the element information can be obtained accurately and with high accuracy.
<2.オージェ電子分光分析法による分析方法>
次に、オージェ電子分光分析法による分析方法について説明する。本実施の形態に係るオージェ電子分光分析法による分析方法では、上述のようにして調製された分析試料を用いることを特徴とする。すなわち、分析対象となる絶縁性粉末と導電助剤とを混合し、混合して得られた混合物を金属製の粉末ホルダーに充填し、その混合物に対して断面加工を行うことにより分析断面を形成して得られた分析試料を用いて元素分析を行う。
<2. Analysis method by Auger electron spectroscopy>
Next, an analysis method using Auger electron spectroscopy will be described. The analysis method using Auger electron spectroscopy according to this embodiment is characterized in that the analysis sample prepared as described above is used. That is, the analysis powder is formed by mixing the insulating powder to be analyzed and the conductive additive, filling the resulting mixture into a metal powder holder, and performing cross-section processing on the mixture. Elemental analysis is performed using the analysis sample obtained in this way.
この分析方法では、先ず、図3に一例を示すような分析試料30を、オージェ電子分光分析装置に付属される金属製の試料ホルダーに載置固定させる。図4は、分析試料30をオージェ電子分光分析装置の試料ホルダー13に載置固定した状態を示す模式図である。この図4に示すように、試料ホルダー13に載置固定するに際しては、その金属製の試料ホルダー13に導電性テープ等の導電性の接着剤12を用いて分析試料30を固定する。
In this analysis method, first, an
このようにして分析試料30を載置固定させると、次に、オージェ電子分光分析装置によって断面加工した、絶縁性粉末21と導電助剤22とからなる混合物22に対して電子線を照射して元素分析を行う。なお、オージェ電子分光分析の分析条件としては、特に限定されず、分析対象試料に応じて適宜設定することができる。
When the
本実施の形態に係る分析方法では、上述のようにして調製した分析試料を用いてオージェ電子分光分析を行うようにしているので、測定領域における帯電現象の発生を抑制することができ、その帯電現象に基づくピークエネルギーのシフトを防止することができる。このような分析方法によれば、絶縁性粉末試料中に含まれる元素について、正確な元素情報を効果的に取得することができ、精度の高い元素分析を行うことができる。 In the analysis method according to the present embodiment, Auger electron spectroscopic analysis is performed using the analysis sample prepared as described above, so that the occurrence of a charging phenomenon in the measurement region can be suppressed. The shift of peak energy based on the phenomenon can be prevented. According to such an analysis method, accurate elemental information can be effectively obtained for the elements contained in the insulating powder sample, and highly accurate elemental analysis can be performed.
<3.実施例>
以下に本発明の実施例を説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
<3. Example>
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.
[実施例1]
(分析試料の調製)
平均粒径がおよそ20μmの既知組成からなる絶縁性の金属酸化物粉末と導電助剤となるアセチレンブラックとを、体積比1:1になるように採取した。アセチレンブラックとしては、電気化学工業株式会社製のデンカブラックの粉状品(平均粒径35nm、かさ密度0.04g/ml、比表面積68m2/g)を用いた。
[Example 1]
(Preparation of analysis sample)
Insulating metal oxide powder having a known composition having an average particle diameter of about 20 μm and acetylene black serving as a conductive assistant were collected at a volume ratio of 1: 1. As acetylene black, Denka Black powder (average particle size 35 nm, bulk density 0.04 g / ml, specific surface area 68 m 2 / g) manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd. was used.
次に、容量2mlのガラス製バイアル瓶に、金属酸化物粉末とアセチレンブラックとを入れ、ボルテックスミキサーを用いて混合を行った。混合後の混合物を日本電子株式会社製の断面試料作成装置(JEOL SM−09010)付属の金属製の粉末ホルダー(試料充填部直径1mmφ)に充填し、その装置を用いて混合物の断面加工を行って分析断面を形成し、分析試料とした。なお、断面加工は、Arイオンの加速電圧5kV、電流90μA、傾斜角度2°の条件で12時間行った。 Next, the metal oxide powder and acetylene black were put into a glass vial with a capacity of 2 ml, and mixed using a vortex mixer. The mixed mixture is filled in a metal powder holder (sample filling part diameter 1 mmφ) attached to a cross-section sample preparation device (JEOL SM-09010) manufactured by JEOL Ltd., and the cross-section processing of the mixture is performed using the device. An analysis cross section was formed and used as an analysis sample. The cross-section processing was performed for 12 hours under the conditions of an Ar ion acceleration voltage of 5 kV, a current of 90 μA, and an inclination angle of 2 °.
(オージェ電子分光分析法による分析及び分析結果)
調整した分析試料を、日本電子株式会社製のオージェ電子分光分析装置(JEOL JAMP−9500F)付属の金属製の試料ホルダーに載置固定し、オージェ分析を行った。載置固定に際しては、分析試料を構成する粉末ホルダーを、導電性の両面テープを用いて試料ホルダーに固定した。また、分析条件としては、電子線加速電圧10kV、照射電流5.0×10−9A、電子線入射角度30°とし、30〜2000eVの範囲を1eVステップで走査して、オージェ電子を検出した。
(Auger electron spectroscopy analysis and analysis results)
The prepared analysis sample was placed and fixed on a metal sample holder attached to an Auger electron spectroscopy analyzer (JEOL JAMP-9500F) manufactured by JEOL Ltd., and Auger analysis was performed. At the time of mounting and fixing, the powder holder constituting the analysis sample was fixed to the sample holder using a conductive double-sided tape. As analysis conditions, an electron beam acceleration voltage of 10 kV, an irradiation current of 5.0 × 10 −9 A, an electron beam incident angle of 30 °, and a range of 30 to 2000 eV was scanned in 1 eV steps to detect Auger electrons. .
図5は、分析結果を示すオージェ電子スペクトルである。酸素のピークが非特許文献3に記載のエネルギー値に検出され、帯電の影響なく分析できることが確認された。
FIG. 5 is an Auger electron spectrum showing the analysis result. The peak of oxygen was detected in the energy value described in
[比較例1]
実施例1で用いたものと同一の絶縁性の金属酸化物粉末をエポキシ樹脂に埋め込んだ後、ミクロトーム(ライカ株式会社製 REICHERT ULTRACUT S)を用いて断面加工して分析試料とした。そして、その分析試料を用いて、実施例1と同様の装置及び分析条件でオージェ分析を行った。
[Comparative Example 1]
The same insulating metal oxide powder as used in Example 1 was embedded in an epoxy resin, and then a cross-section was processed using a microtome (REICHERT ULTRACUT S manufactured by Leica Corporation) to obtain an analysis sample. Then, Auger analysis was performed using the analysis sample with the same apparatus and analysis conditions as in Example 1.
図6は、分析結果を示すオージェ電子スペクトルである。スペクトル図に示されるように、酸素のピークが20eV高エネルギー側にシフトしていることが分かる。また、図5のスペクトル図において0から200eVにかけて現れた2次電子由来の右肩下がりのスロープが、高エネルギー側にシフトして100eV付近にピークを形成していることが分かる。 FIG. 6 is an Auger electron spectrum showing the analysis result. As shown in the spectrum diagram, it can be seen that the oxygen peak is shifted to the high energy side of 20 eV. In addition, it can be seen that the slope of descending right-handed shoulders from secondary electrons appearing from 0 to 200 eV in the spectrum diagram of FIG. 5 shifts to the higher energy side and forms a peak near 100 eV.
これらのことは、絶縁性の金属酸化物粉末に電子線を照射したことによって発生した2次電子に起因する帯電現象が生じ、その帯電現象によりオージェ分析による仕事関数が変化したために、ピークエネルギーがシフトしてしまったと考えられる。 This is because a charging phenomenon caused by secondary electrons generated by irradiating an insulating metal oxide powder with an electron beam occurs, and the work function by Auger analysis is changed by the charging phenomenon. It is thought that it has shifted.
10 粉末ホルダー、11 粉末充填部、12 (導電性)接着剤、13 試料ホルダー、20 絶縁性粉末、21 導電助剤、22 混合物、30 分析試料
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記絶縁性粉末と導電助剤との混合を行い、該混合によって得られた混合物を金属製の粉末ホルダーに充填し、該混合物に対して断面加工を行うことにより分析断面を形成することを特徴とする分析試料調製方法。 A method for preparing an analytical sample for performing elemental analysis of an insulating powder by Auger electron spectroscopy,
The insulating powder and the conductive additive are mixed, the mixture obtained by the mixing is filled in a metal powder holder, and an analysis cross section is formed by performing cross-section processing on the mixture. Analytical sample preparation method.
前記絶縁性粉末と導電助剤との混合を行い、該混合によって得られた混合物を金属製の粉末ホルダーに充填し、該混合物に対して断面加工を行うことにより分析断面を形成して得られた分析試料を用いて元素分析を行うことを特徴とする分析方法。 An analysis method for performing elemental analysis of insulating powder by Auger electron spectroscopy,
It is obtained by mixing the insulating powder and the conductive additive, filling the mixture obtained by the mixing into a metal powder holder, and processing the cross section of the mixture to form an analysis cross section. The analysis method characterized by performing elemental analysis using the analyzed sample.
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