2016全國表面分析會議召開 應用領域與技術不斷拓展

儀器信息訊 2016年8月日，2016年全國表面分析科學與技術應用學術會議在昆明召開，100余名從事表面分析技術研究與應用的專家學者參加了會議。該會議由高校分析測試中心研究會、全國微束分析標準化技術委員會表面分析分技術委員會、北京分析測試協(xié)會表面分析專業(yè)委員會主辦，昆明理工大學分析測試研究中心、國家大型科學儀器中心-北京電子能譜中心、昆明紅源會展有限公司協(xié)辦。

會議現(xiàn)場

清華大學朱永法、昆明理工大學楊喜昆代表主辦方和承辦方分別致辭。

清華大學朱永法

昆明理工大學楊喜昆

表面科學是上世紀60年代后期發(fā)展起來的一門學科，目前已經(jīng)成為國際上為活躍的學科之一。材料表面的成分、結構、化學狀態(tài)等與內部有明顯的不同，而表面特性對材料的物理、化學等性能影響很大。隨著材料科學、化學化工、半導體及薄膜、能源、微電子、信息產(chǎn)業(yè)及環(huán)境領域等高新技術的迅猛發(fā)展，對于表面分析技術的需求日益增多。同時，由于近幾十年超高真空、高分辨和高靈敏電子測量技術的快速發(fā)展，表面分析技術也有了長足進步。表面分析技術主要包括X射線光電子能譜、俄歇電子能譜、二次離子質譜等。國內表面分析技術起步于80年代，目前已經(jīng)廣泛應用于基礎科研、先進材料研制、高精尖技術、裝備制造等領域。

XPS、AES、TOF-SIMS是重要的表面分析技術手段。XPS在分析材料的表面及界面微觀電子結構上早已體現(xiàn)出了強大的作用，它可用于材料表面的元素定性分析、半定量分析、化學狀態(tài)分析、微區(qū)分析以及深度剖析等。AES主要檢測由表面激發(fā)出來的俄歇電子來獲取表面信息，它不僅能定性和定量地分析物質表界面的元素組成，而且可以分析某一元素沿著深度方向的含量變化。TOF-SIMS采用一次離子轟擊固體材料表面，產(chǎn)生二次離子，并根據(jù)二次離子的質荷比探測材料的成分和結構。TOF-SIMS是一種非常靈敏的表面分析技術，可以確定樣品表面元素的構成：通過對分子離子峰和官能團碎片的分析可以方便的確定表面化合物和有機樣品的結構，配合樣品表面的掃描和剝離，可以得到樣品表面甚至三維的成分圖。相對于XPS、AES等表面分析方法，TOF-SIMS可以分析包括氫在內的所有元素，可以分析包括有機大分子在內的化合物，具有更高的分辨率。

表面分析儀器的主要供應商有Thermo Fisher、Shimadzu、ULVAC-PHI、Joel、VG Sceinta、PreVac、SPECS、Omicron等。目前，全國的表面分析儀器有300同時多臺。

半導體行業(yè)是表面分析技術的主要應用領域之一，此次會議上，半導體相關的報告也占了很大部分。如，中國科學院半導體研究所的趙麗霞所做的題為表面分析技術在氮化物發(fā)光材料器件及失效機理研究中的應用的大會報告。以GaN為代表的Ⅲ族氮化物半導體材料在光電領域方面具有的優(yōu)勢，近年來得到了飛速發(fā)展，發(fā)光效率不斷提高，并在照明等領域有了廣發(fā)應用。趙麗霞的報告中結合其近的研究進展介紹了氮化物發(fā)光器件失效機理的逆向測試分析方法，不同芯片結構、不同波段、不同功率氮化物發(fā)光期間在溫度以及濕度影響下的老化行為，以及各種表面分析技術在氮化物發(fā)光器件及失效機理研究中的應用。還有，昆明理工大學蔡金明做了題為結構原子級的石墨烯納米結構的制備與表征大會報告。石墨烯自2004年發(fā)現(xiàn)以來，引起了科學家們的廣泛關注。如果將其應用到半導體期間中，獲得具有穩(wěn)定禁帶寬度的石墨烯材料成為首要的研究問題。蔡金明采用自下而上的方法，利用具有功能基團的有機分子前驅體脫去功能基團，形成自由基并在自由基位置結合，隨后脫氫環(huán)化，得到結構原子級的石墨烯納米結構。并通過掃描隧道顯微鏡、角分辨光電子能譜、反射差分光譜等對其形貌和電化學性質進行研究，為將石墨烯應用到半導體期間中提供了一條新的、有巨大潛能的方法。

中國科學院半導體研究所的趙麗霞

昆明理工大學蔡金明

其他表面分析技術表征半導體材料或器件的相關報告還有：勝科納米有限公司華佑南的X-射線光電子能譜和飛行時間二次離子質譜在鋁焊墊上鋁氟化物分析和表征中的應用、中山大學謝方艷的光電子能譜在有機太陽電池研究中的應用等。

令人高興地是，本次會議上也出現(xiàn)了一些新的領域研究報告，如昆明理工大學李紹元、鄧久帥的納米硅基功能材料制備及其在重金屬檢測中的應用研究、鋅礦物浮選表面活化機制的XPS研究報告。李紹元嘗試了將納米材料應用于重金屬離子的檢測中，過程中利用XPS對納米材料進行了表征。鄧久帥利用XPS分析了酸性和堿性條件下閃鋅礦表面銅活化及菱鋅礦表面強化硫化的機理。

昆明理工大學李紹元

昆明理工大學鄧久帥

除了主要的表面分析技術手段XPS、AES、TOF-SIMS外，此次會議中也出現(xiàn)了一些其他分析技術，如掃描探針顯微鏡、輝光放電光譜、橢偏光譜等。如前面提到的昆明理工大學蔡金明做了題為結構原子級的石墨烯納米結構的制備與表征大會報告，其在在技術指標的尺寸方面研究中利用了掃描隧道顯微鏡等技術。中國科學技術大學張增明在報告VO2薄膜的變溫光學常數(shù)及能帶研究中，主要應用橢偏光譜儀獲得VO2薄膜的光學常熟與溫度、厚度、襯底的關系。橢偏光譜儀在表面分析的應用也較為廣泛，如石墨烯厚度層數(shù)的測定，太陽能電池，薄膜生長過程中實時原位監(jiān)測等。堀場貿易有限公司武艷紅所做的報告輝光放電光譜儀在表面分析中的應用引起了與會專家的興趣，輝光放電光譜所具有的分析速度快、操作簡單、無需超高真空部件、維護成本低等特點，使其在深度剖析材料的表面和深度時具有不可替代的優(yōu)勢。輝光放電光譜技術除了可應用于傳統(tǒng)的鋼鐵行業(yè)外，還應有于半導體、太陽能光伏、鋰電池、光學薄膜及陶瓷等的鍍層分析。

中國科學技術大學張增明

堀場貿易有限公司武艷紅

表面分析領域知名專家學者，如北京師范大學吳正龍、清華大學李展平、臺灣中央研究院薛景中、汕頭大學王江涌、清華大學姚文清等也分別做精彩報告，介紹了表面分析技術及其在在各領域的應用。

表面分析儀器的主要供應商賽黙飛、島津、ULVAC-PHI、堀場等也參加了此次會議，分別在會議中就本公司的新產(chǎn)品和技術作報告。高德英特科技有限公司葉上遠做The study of how primary beam affect the analysis result in surface analysis、島津龔沿東做高能X射線源在XPS分析中的應用、ULVAC-PHI 的Takuya Miyayama做Introducing the newest MS/MS capability in the Time-of-Fight SIMS&rdquo即表示零件的磨損率;、賽默飛葛青親做幾種擬合方法在碳材料分析中的應用的報告。

高德英特葉上遠

島津龔沿東

ULVAC-PHI 的Takuya Miyayama

賽默飛葛青親

與會人員合影