Pintaanalyysit

Pintaanalyysit ovat pintojen analysointia ja karakterisointia koskevia menetelmiä, joiden tarkoituksena on tutkia materiaalin yläkerroksen ominaisuuksia. Pinnanalyyseillä pyritään määrittämään pinnan koostumus ja kemiallinen tila, kerrosten paksuus ja limitykset, sekä pintamateriaaliset ominaisuudet kuten karkea pinta, contaminantit ja pinnan energia. Tulkinta keskittyy yleensä erittäin ohuisiin kerroksiin, tyypillisesti nanometreissä.

Tapoja pintaanalyzeihin kuuluu laaja valikoima kemiallisia, fysikaalisia ja mikroskopisia menetelmiä. Esimerkkejä ovat X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) sekä Auger-elektronimikroskopia (AES), jotka paljastavat aineellisen koostumuksen ja kemiallisen tilan pinnalla. ToF-SIMS ja perinteinen SIMS tarjoavat molekyylin- tai isotooppien hierarkiaa pintakerroksista sekä mahdollisuuden depth profilingin avulla kerrosten jäsentämiseen. LEIS antaa tietoa pinnan ultratarkasti. Mikroskooppiset menetelmät, kuten AFM ja STM, kuvaavat pinnan topografiaa ja mahdollisesti vaurioita tai mikrorakenteita. Ellipsometria, kontaktigoniomittaukset ja profilometria mittaavat kerrosten paksuutta, pinnan energiakertaa sekä pintakarkeutta.

Pintaanalyysit suoritetaan usein ultrahävittävässä tai kontrolloidussa ympäristössä, kuten korkeissa tyhjiöolosuhteissa, ja voivat olla joko ei-tuhoavia tai osin tuhoavia (esim. syvä profilointi). Tulokset ovat olennaisia muun muassa puolijohde- ja katalyyttiteollisuudessa, korroosiossa, pinnoitteissa, bio- ja lääketieteen sovelluksissa sekä tutkimus-/kehitystyössä. Rajoitteisiin kuuluvat pinnan näytteen heterogeenisyys, mittausalueen rajoittuneisuus ja tulkinnan monimutkaisuus, mikä vaatii standardeja ja kalibrointeja.