Arbeitsgruppe Physikalische Analytik

Herzlich willkommen in der Arbeitsgruppe Physikalische Analytik!

Der Forschungsschwerpunkt unserer Arbeitsgruppe liegt in der Materialidentifizierung und -charakterisierung sowie der Tiefenprofilanalyse von:

  • Leitfähigen sowie nicht leitfähigen anorganischen Werkstoffen
    • Keramische Erzeugnisse
    • Legierungen
    • Metalle
    • Stähle
  • Mehrschichtsystemen
    • Halbleiter
  • Polymeren

mittels Flugzeit-Sekundärionen-Massenspektrometrie (ToF-SIMS).

Die Frontansicht des ToF-SIMS 5 Geräts auf dem Arbeitstisch von unserem Labor

© Florian Fahrnberger

ToF-SIMS ist eine sehr vielseitige, äußerst empfindliche Technik, die detaillierte Informationen über die elementare und molekulare Zusammensetzung aller Arten von Festkörperoberflächen mit extrem hoher Empfindlichkeit (bis hinunter zu ppb) liefert.
Der Beschuss einer Oberfläche mit energiereichen Primärionen führt zur Emission von Atomen, Clustern, intakten Molekülen und Fragmenten aus der obersten Monolage einer Oberfläche. Der daraus resultierende Anteil an ionisierten Teilchen kann mittels Massenanalyse (Massenauflösung:
>15 000) untersucht werden.
Die ToF-Massenspektrometrie ist eine gepulste Primärionenstrahltechnik und beruht auf der Tatsache, dass sich die gebildeten Sekundärionen mit gleicher Energie, aber unterschiedlicher Masse, und daher mit verschiedenen Geschwindigkeiten fortbewegen. Die Messung der Flugzeit eines jeden Ions über eine definierte Strecke ermöglicht die Bestimmung seiner Masse.

Mittels Flugzeitanalyse ist somit der parallele Nachweis aller Sekundärionenspezies mit hoher Transmission und hoher Massenauflösung möglich. Praktisch alle Arten von leitenden und nicht leitenden Materialien lassen sich auf diese Weise analysieren. Außerdem kann im Ionen-Mikrosonden Modus, mittels eines hoch fokussierten Ionenstrahls, über einen relevanten Probenbereich gescannt und für sämtliche Pixel vollständige Massenspektren aufgenommen werden. Auf diese Weise können alle Elemente (einschließlich Wasserstoff) und Moleküle einer Materialoberfläche parallel und mit hoher Empfindlichkeit abgebildet werden. Zum kontrollierten Abtrag von Oberflächenschichten wird gleichzeitig ein zweiter Ionenstrahl mit niederenergetischen Sputter-Ionen wie Sauerstoff, Cäsium (500 eV - 2000 eV) oder Cluster-Ionen eingesetzt, um Tiefenprofile aller Art mit hoher Tiefenauflösung im Nanometerbereich zu vermessen (Dual-Beam-Modus).

Forschungsgruppenleiter:

Ao.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Herbert Hutter

Univ.Dozent, Forschungsgruppe Oberflächen-, Spurenanalytik und Chemometrie

Telefon: +43 1 58801 15120 Herbert Hutter anrufen

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