什么是表面分析

表面分析在技术和研发领域得到了广大的应用，当中包括材料特性、有机和无机化学、金属与矿物、聚合物、光电、电池、环境、半导体等等。从研究到实际产品化，表面分析一直是帮助现代技术发展的关键部分，也对为人类带来更好的生活贡献出一分力。

如上图所示，

表面科学可以应用于许多不同的领域。

首先，我们来讨论一下什么是表面？

根据定义，表面是一个界面，是从一种材料到另一种材料的明显不连续。由于任何变化都不是瞬间的，所以任何真实的表面都有一个有限的深度。在表面分析中，表面深度常常是由用来表侦它的技术来定义的。这个深度可能从一个原子层(大约1-5 Angstrom)到1μm不等。

表面就像一个人的皮肤，是和任何外界做“第一层”互动的媒介。上图作出了这样的示意图并同时列出了在一些相关应用时的重要性。

在理论上，我们通常必须像上面所说的“定义”去理解问题。然而，如果我们能用一些现实生活中的例子来表达这种“定义”，有时会让人更容易理解。所以如果我们要用一些生活中的表达方式来描述“表面”，也许我们可以把它比作是一个人的皮肤或外表穿着。我们的皮肤总是与其他事物或其他人互动的第一个“界面”。这样，我们就很容易理解任何事物的表面是多么重要的一个因素。(嗯，好看的人总是有优势的，不要再抱怨你的另一半总爱打扮了。)

由于表界面那么的关键，这使得能够分析和表侦它成为一个重要的目标。下面列出了一些常用的表面分析技术:

• 表面形貌Topography

• 元素Elemental / 化学态Chemistry

以俄歇电子能谱(AES)为例，其同时具备有SEM的功能，而AES一般分析深度在表面5nm左右，空间分辨能力则在3nm。下图表示了一个我们如何表征一个钢铁样品的例子。中上图是10000倍放大倍率下样品表面的SEM图像。可以观察到晶粒结构。然后进行多点AES分析，依次为#1~#4点，并显示各自的俄歇光谱。从光谱数据中，可以很容易地观察到4个选定点表面上的检测元素是非常不同的。俄歇分析工具可以进一步执行所谓的俄歇成像，以显示二维的元素分布，如中下图所示。

透过简单的实例，

我们确实看到了表面分析的表侦能力非常强大~

如上所述，表面分析的确是一种已被验证在现代技术中提供了重要贡献的技术，这些贡献更为世界带来更美好的科技和生活。当然，现实中不可能只通过一种单一的技术就获得所有的材料信息。相反，有许多表面分析技术可以帮助表侦材料表面的完整信息。下图是出自世界知名的分析公司EAG非常有名的SMART Chart图，列出了各种分析手段在多种不同表侦范畴的比较。

EAG公司的SMART Chart图，总结了各种技术在检测限、采样深度、分析光斑大小等的比较

小结

表面分析家将致力于为大家带来更多表面分析相关的信息共享。我们也非常欢迎各位同仁与我们分享你们的知识和信息。又或者您有一些表面分析相关的问题，也可以和我们联系，那么我们可以在后期的分享中讨论和解答。我们希望通过在这里建立一个可以共享的表面分析知识平台，希望我们所有人都能从中受益，并最终继续为我们的 表面分析家作出贡献。

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