Puchner, S. (2007). Thin layer analysis with TOF-SIMS [Diploma Thesis, Technische Universität Wien]. reposiTUm. http://hdl.handle.net/20.500.12708/181934
Die Diplomarbeit "Dünnschichtanalytik mit TOF-SIMS" hat sich hauptsächlich auf zwei Gebiete konzentriert. Einerseits Untersuchungen von thermisch behandelten Verbundwerkstoffen und andererseits Untersuchungen von Nitrid und Oxidschichten. Jede Probe ist mithilfe des neuen Flugzeit- Sekundär Ionen Massenspektrometer analysiert worden. Die Ergebnisse der TOF-SIMS Untersuchungen von den Verbundwerkstoffen ( Kupfer (1 [my]m Cu) Molybdän (100 nm Mo) Schichten auf einem Kohlenstoff Substrat) wurden mit anderen Untersuchungsmethoden ( Auger Spektroskopie, Adhesionstest) verglichen. Die TOF-SIMS Messungen zeigten, dass die unterschiedliche thermische Behandlung zu unterschiedlichen Karbidisierungstiefen in die CuMo Schichten führt. Weiters führt die nachträgliche thermische Behandlung der Proben nicht unbedingt zu einer Steigerung der Adhesion, sonder in manchen Fällen sogar zu einer Schwächung. Die Nitrid und Oxid-Schichten von Aluminium, Chrom und anderen variierender Additiven wurden ebenso mit dem neuen TOF-SIMS Instrument analysiert um unterschiedliche Betriebsmoden des Gerätes zu vergleichen. Zur Analyse wurden unterschiedliche Primarionen verwendet (Bi3+ [[Bi tief 3] hoch +]; Bi3++ [Bi tief 3] hoch ++]; Bi5+ [Bi tief 5] hoch +]). Die Oberfläche wurde entweder mithilfe der O2 [O tief 2] Sputter Gun oder der Cs Sputter Gun abgetragen. Die Cs Sputter Gun wurde im positiven und negativen Modus verwendet. Die Cs Sputter Gun ermöglicht es nicht nur das eigentliche Elementsignal im Detektor zu registrieren, sondern auch ein Cäsid-signal (XCs+ [XCs hoch +]-Ionen; X Element des Probenkörpers). Es wurde gezeigt, dass das Messsignal der Cäsidmessung nicht so stark mit dem Matrix Effekt variiert.
The work at hand focused on thin film analysis with Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry (TOF-SIMS). On the one hand thermal treated Metal-matrix-composites (MMC's) and on the other hand nitride and oxide layers have been investigated. The MMC's, inour case sputter deposited copper (1 [my]m Cu) molybdenum (100 nm Mo) coatings on a plane glassy carbon (C) substrate, have been investigated with TOF-SIMS. The results of some measurements have been compared with Auger spectroscopy or correlated with results of Adhesion tests. TOF-SIMS measurements show, that the carbide formation in molybdenum and copper layers depends on different temperature treatment (during the sputter deposition or afterwards). Furthermore it has been shown that heat treatment does not enhance the adhesion of Cu in every case but can also weaken the mechanical adhesion. Nitride and oxide layers of alloys of aluminum, chromium and variing additives have been analyzed with the new TOF-SIMS instrument. The study has been preformed in order to compare different operation modes of the TOF-SIMS device, which is equipped with a Bi+ [Bi hoch +] cluster ion analysis gun and two separate usable sputter guns (O2+ [[O tief 2] hoch +] and Cs+ [Cs hoch +]). The samples have been analyzed with ionised Bi1+ [[Bi tief 1] hoch +] atoms and with Bi-clusters (Bi3+ [[Bi tief 3] hoch +]; Bi3++ [[Bi tief 3] hoch ++]; Bi5+ [[Bi tief 5] hoch +]) in order to compare influences of different primary ion species. Furthermore both sputter guns have been used. The Cs gun has been used in the negative and positive mode. Measurements in positive mode are used to analyze XCs+ [XCs hoch +]-ions ( X element of the sample). It has been shown that the signal from the Caesid measurements (XCs+ [XCs hoch +] measurements) does not depend as much on the matrix effect and is therefore closer to quantitative statements.
