بهینه‌سازی تحلیل شکل قلة ایکس‌پی‌اس برای مطالعة ریخت نانوسیم‌های طلای درآمیخته با پلیمر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی کامل

نویسندگان

1 دانشگاه یاسوج

2 عضو هیات علمی- دانشگاه یاسوج

چکیده

روشی بهینه برای تحلیل شکل قله ایکس‌پی‌اس برای شناسایی دقیق نانوساختارهای فلزی درآمیخته با یک ماتریس پلیمری ارائه می‌شود. در این‌جا، توزیع عمقی نانوسیم‌های استوانه‌ای طلای در آمیخته با پلیمر با جزییات به‌دست می‌آید، که در آن تنها از تحلیل یک طیف در گسترة وسیعی از انرژی (حداقل تا 50 الکترون‌ولت پایین‌تر از انرژی قله) و کاهش زمینة ایجاد شده در اثر برخوردهای ناکشسان الکترون‌ها با لحاظ ترابرد الکترون مربوط به هر دو مؤلفة فلزی و پلیمری استفاده شده است. این بدان معنی است که روشی بسیار ساده و غیر مخرب برای تصویربرداری سه بعدی غیر مستقیم ایکس‌پی‌اس برای شناسایی درخط نانوساختارهای سطحی دو مؤلفه‌ای شامل فلز و پلیمر ایجاد شده است که این می‌تواند روشی بسیار مناسب برای استفاده در خطوط کنترل کیفیت تولید چنین نانوساختارهای سطحی باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

An improvement in XPS peak shape analysis for studying the morphology of gold nanowires intermixed with polymer

نویسندگان [English]

  • Azam Mirali 1
  • Shaaker Hajati 2
1 Yasouj University
2 Academic member, Yasouj University
چکیده [English]

We have improved XPS peak shape analysis for accurate characterization of metal nanostructures intermixed with a polymer matrix. We have determined the detailed in depth distribution of cylindrical Au nanowire in polymer matrix by the analysis of a single spectrum by taking into account the electron transport phenomena corresponding to both metal and polymer components. This means that we have made a very simple and nondestructive indirect 3D XPS imaging technique for accurate inline characterization of binary component surface nanostructures including metal and polymer. This is a very promising technique which is suitable for inline quality control of such surface nanostructures.

کلیدواژه‌ها [English]

  • metal nanostructures intermixed with polymer
  • cylindrical gold nanowire
  • XPS peak shape analysis
  • 3D XPS imaging
 

[1] K.L. Mittal, [ed.] Metalized plastics: Fundamentals and Applications, Marcel Dekker, New York (1998).

[2] S. Tougaard, Surface nanostructure determination by x-ray photoemission spectroscopy peak shape analysis, Journal of Vacuum Science & Technology A 14 (1996) 1415-1423.

[3] S. Tougaard, Composition depth information from the inelastic background signal in XPS, Surface Science 162 (1985) 875-885.

[4] S. Tougaard, Inelastic background removal in x-ray excited photoelectron spectra from homogeneous and inhomogeneous solids, Journal of Vacuum Science & Technology A 5 (1987) 1230-1234.

[5] S. Tougaard, Quantitative Analysis of the Inelastic Background in Surface Electron Spectroscopy, Surface and Interface Analysis 11 (1988) 453-472.

[6] S. Tougaard, H.S. Hansen, Non-destructive depth profiling through quantitativeanalysis of surface electron spectra, Surface and Interface Analysis 14 (1989) 730-738.

[7] S. Tougaard, Accuracy of the Non-destructive Surface Nanostructure Quantification Technique Based on Analysis of the XPS or AES Peak Shape, Surface and Interface Analysis 26 (1998) 249-269.

[8] S. Tougaard, in: D. Briggs, J.T. Grant, [ed.] Surface Analysis by Auger and X-Ray Photoelectron Spectroscopy, Chichester, IM-Publications (2003) 295-343.

[9] S. Tougaard, Quantitative x-ray photoelectron spectroscopy: Simple algorithm to determine the amount of atoms in the outermost few nanometers, Journal of Vacuum Science & Technology A 21 (2003) 1081-1086.

[10]  S. Tougaard, Algorithm for automatic x-ray photoelectron spectroscopy data processing and x-ray photoelectron spectroscopy imaging, Journal of Vacuum Science & Technology A 23 (2005) 741-745.

[11]  S. Tanuma, C.J. Powell, D.R. Penn, Calculations of electron inelastic mean free paths. II. Data for 27 elements over the 50–2000 eV range, Surface and Interface Analysis 17 (1991) 911-926.

[12]  S. Tanuma, C.J. Powell, D.R. Penn, Calculations of electron inelastic mean free paths. V. Data for 14 organic compounds over the 50–2000 eV range, Surface and Interface Analysis 21 (1994) 165-176.

[13]  S. Hajati, S. Coultas, C. Blomfield, S. Tougaard, XPS imaging of depth profiles and amount of substance based on Tougaard’s algorithm, Surface Science 600 (2006) 3015-3021.

[14]  S. Hajati, S. Tougaard, J. Walton, N. Fairley, Noise reduction procedures applied to XPS imaging of depth distribution of atoms on the nanoscale, Surface Science 602 (2008) 3064-3070.

[15]  S. Hajati, S. Coultas, C. Blomfield, S. Tougaard, Nondestructive quantitative XPS imaging of depth distribution of atoms on the nanoscale, Surface and Interface Analysis 40 (2008) 688-691.

[16]  S. Hajati, S. Tougaard, XPS for non-destructive depth profiling and 3D imaging of surface nanostructures, Anal. Bioanal. Chem 396 (2010) 2741–2755.

[17]  S. Hajati, V. Zaporojtchenko, F. Faupel, S. Tougaard,  Characterization of Au nano-cluster formation on and diffusion in polystyrene using XPS peak shape analysis, Surface Science 601 (2007) 3261-3267.

[18]  D. Briggs, J.T. Grant, in: D. Briggs, J.T. Grant, [ed.] Surface Analysis by Auger and Photoelectron Spectroscopy, IM Publications, Chichester, (2003).

[19]  J.C. Riviere, S. Myhra, [ed.] Handbook of Surface and Interface Analysis: Methods for Problem-solving, 2nd edition, CRC Press, Boca Raton (2009).