Röntgen-Photoelektronen-Spektroskopie (XPS)

Die Röntgen-Photoelektronen-Spektroskopie beruht auf der Wechselwirkung von Röntgenstrahlen mit der Materialoberfläche: Absorption der Strahlung und Röntgenfluoreszenz und Photo- und Augereffekt. Bei dem Photoeffekt wird ein Elektron aus der Oberfläche ausgelöst und dessen Energie kann bestimmt (Energie = Röntgenenergie - Bindungsenergie) werden. Damit lässt sich die chemische Zusammensetzung des Materials bestimmen. Das Verfahren ist oberflächensensitiv, d. h. nur aus einer nm-Schicht können die austretenden Elektronen nachgewiesen werden. Als Röntgenquelle dient ein Heizfaden, aus dem Elektronen austreten und zu einer Anode beschleunigt werden, wo die Röntgenstrahlung entsteht. Bei dem Energieanalysator wird häufig ein Halbkugelanalysator bzw. Zylinderspiegelanalysator verwendet, bei dem über ein elektrostatisches System nur die Elektronen in den Detektor gelangen, die eine bestimmte Energie besitzen. Mittels Ar-Ionenätzen kann ein Tiefenprofil einer Schicht erstellt werden. Neben der Elementbestimmung können auch die chemischen Bindungszustände ermittelt werden.