一、簡介 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，材料科學(xué)領(lǐng)域?qū)τ诰_測量材料表面或界面上微米級甚至納米級薄膜的需求日益增加。而傳統(tǒng)的顯微鏡等方法常常需要樣品制備和操作步驟較為復(fù)雜，并且具有破壞性。
近年來，一種基于X射線熒光（X-ray Fluorescence, XRF）原理的非破壞性快速分析技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，即XRF膜厚檢測儀。它通過使用高能量電子束或X射線激發(fā)樣品中原子固有特征譜線的熒光輻射來實(shí)現(xiàn)對物質(zhì)成份及其相對含量進(jìn)行定量分析。
二、工作原理
原理概述 主要利用了元素吸收和發(fā)射特點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)進(jìn)行測試。當(dāng)高能電子束或X射線轟擊到樣品表面時，會產(chǎn)生熒光輻射。樣品中的元素因原子能級躍遷而發(fā)出特征X射線，其能量和強(qiáng)度與元素種類及含量相關(guān)。
檢測過程 首先，將待檢測薄膜放置在儀器測試臺上，并確保表面光潔平整。然后，通過電子束或X射線激發(fā)樣品表面，并采集由樣品熒光產(chǎn)生的特征X射線譜。
接下來，利用高分辨率能譜儀對收集到的X射線進(jìn)行解析和處理。借助現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)和專業(yè)軟件配合，可以準(zhǔn)確地鑒定出吸收特征峰位并計算出相應(yīng)元素的含量以及薄膜厚度等參數(shù)。
三、優(yōu)勢與應(yīng)用領(lǐng)域
優(yōu)勢 （1）非破壞性：無需取樣或準(zhǔn)備過程，在不影響材料完整性的情況下進(jìn)行快速測試； （2）快速準(zhǔn)確：毫秒級響應(yīng)時間，可實(shí)時獲取數(shù)據(jù)并提供精確結(jié)果； （3）廣泛適用性：適用于多種材料類型、形態(tài)以及復(fù)雜結(jié)構(gòu)等場景。
應(yīng)用領(lǐng)域 （1）微電子工業(yè)：用于薄膜電阻、介電常數(shù)等參數(shù)的測量與控制，如半導(dǎo)體器件、光學(xué)涂層等； （2）材料科學(xué)研究：實(shí)現(xiàn)對納米級薄膜結(jié)構(gòu)及組成分析，助力新材料開發(fā)和性能研究； （3）化學(xué)加工行業(yè)：監(jiān)測涂層質(zhì)量、陶瓷材料特性以及紡織品表面處理效果評估等。
四、展望 作為一種無損且高效的測試工具，在材料科學(xué)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。然而，目前仍需進(jìn)一步提高測試精度和解析能力，并在適應(yīng)更多樣化需求方面持續(xù)改進(jìn)。
未來隨著技術(shù)的發(fā)展，相信XRF膜厚檢測儀將更好地滿足人們對于快速、準(zhǔn)確分析微米級甚至納米級物質(zhì)表面或界面上復(fù)雜結(jié)構(gòu)與屬性的要求。
