Published August 1977 | Version v1
Journal article

Relative ion sputtering yield measurements by integration of secondary ion energy distribution using a retarding-dispersive ion energy analyzer

  • 1. Argonne National Lab., Ill. (USA). Chemistry Div.

Description

The application of a retarding-dispersive energy analyzer as the pre-filter of a quadrupole mass analyzer has made it possible to combine a standard high-speed Secondary Ion Mass Spectrometer (SIMS) and a high-resolution secondary-ion energy analyzer into one instrument. Data taken with this instrument indicate the presence of very significant high-energy tails in the energy distribution of all observed secondary ions, even with relatively low (2 keV) primary ion energies. The shape of the energy distribution varies widely from element to element, for atomic compared to molecular species sputtered from a clean metal surface, and depends, for a given species sputtered from a metal surface, on the degree of surface oxidation. The variations established in the present work are large enough to introduce in many cases substantial discrepancies between published values of both relative ion sputtering yields and surface elemental concentrations and values obtained by considering the complete energy distribution. Methods of obtaining accurate secondary ion yields by integrating the energy distribution are discussed. (orig.)

Abstract (German)

Durch die Verwendung eines verzoegernd dispersiven Energieanalysators als Vorfilter eines Quadrupol Massenanalysators wurde es moeglich ein herkoemmliches schnelles Sekundaerionen-Massenspektrometer (SIMS) und einen Sekundaerionen-Energieanalysator hoher Aufloesung zu einem Instrument zusammenzukoppeln. Die mit diesem Instrument aufgenommenen Daten zeigen die Existenz von sehr ausgepraegten Hochenergieflanken in der Energieverteilung aller beobachteten Ionen sogar bei relativ niederen Primaerenergien (2keV) der Ionen. Die Form der Energieverteilung variiert stark von Element zu Element und haengt fuer ein gegebenes von einer Metalloberflaeche abgesputtertes Atom vom Grad der Oberflaechenoxydation ab. Die in der vorliegenden Arbeit festgestellten Unterschiede sind gross genug um in vielen Faellen deutliche Widersprueche aufzuzeigen zwischen veroeffentlichten Ergebnissen der Sputterraten und Elementkonzentrationen an der Oberflaeche einerseits und Werten, die aus einer Beruecksichtigung der gesammten Energievertretung folgen, andererseits. Methoden zur Bestimmung genauer Sekundaerionenraten durch Integration der Energieverteilung werden diskutiert. (orig.)

Additional details

Identifiers

Publishing Information

Journal Title
Applied Physics
Journal Volume
14
Journal Issue
1
Series
Appl. Phys.
Journal Page Range
89-97
ISSN
0340-3793

INIS

Country of Publication
Germany
Country of Input or Organization
Germany
INIS RN
9353456
Subject category
S75: CONDENSED MATTER PHYSICS, SUPERCONDUCTIVITY AND SUPERFLUIDITY;
Descriptors DEI
ENERGY SPECTRA; IONS; METALS; SECONDARY EMISSION; SPUTTERING; SURFACES
Descriptors DEC
CHARGED PARTICLES; ELEMENTS; EMISSION; SPECTRA

Optional Information

Notes
8 figs.; 1 tab.; 36 refs.; Updated automatically by Metadata and Full-Text Enrichment Agent