ISO 18115:2001/Amd 1:2006
(Amendment)Surface chemical analysis — Vocabulary — Amendment 1
Surface chemical analysis — Vocabulary — Amendment 1
Analyse chimique des surfaces — Vocabulaire — Amendement 1
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 18115
First edition
2001-07-15
AMENDMENT 1
2006-01-15
Surface chemical analysis — Vocabulary
AMENDMENT 1
Analyse chimique des surfaces — Vocabulaire
Amendement 1
Reference number
ISO 18115:2001/Amd.1:2006(E)
©
ISO 2006
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ISO 18115:2001/Amd.1:2006(E)
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ISO 18115:2001/Amd.1:2006(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
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The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
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International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
Amendment 1 to ISO 18115:2001 was prepared by Technical Committee ISO/TC 201, Surface chemical
analysis, Subcommittee SC 1, Terminology.
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ISO 18115:2001/Amd.1:2006(E)
Introduction
In ISO 18115:2001, 350 terms for surface chemical analysis are provided. However, from time to time new
terms need to be defined and these will appear in Amendments to ISO 18115. In this Amendment, five
abbreviations and 71 terms are added. None of the previous terms are changed.
This Amendment has been prepared in conformance with the principles and style defined in ISO 1087-1,
Terminology work — Vocabulary — Part 1: Theory and application, and ISO 10241, International terminology
standards — Preparation and layout. It should be noted that, as in ISO 18115, a term printed boldface in a
definition or a note is defined in another entry in the Amendment. However, the term is printed boldface only the
first time it occurs in each entry. A term listed lightface is non-preferred or deprecated. The preferred term is
listed boldface. Where a term designates several concepts, it is necessary to indicate the subject field to which
each concept belongs. The field is shown lightface, between angle brackets, preceding the definition, on the
same line.
The abbreviations given here add to those given in Clause 2 of ISO 18115. The terms given here in alphabetical
order form a new Clause 6. An alphabetical index for this Amendment is given after the terms and definitions.
The index for ISO 18115:2001 is given immediately after this for convenience. To assist retrieval, compound
terms may be found in these indexes in both natural and reverse word order. It is recommended that users
searching for a term start with these indexes.
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ISO 18115:2001/Amd.1:2006(E)
Surface chemical analysis — Vocabulary
AMENDMENT 1
Pages 1 and 2
Add the following abbreviations:
CRM certified reference material
dc direct current
rf radio-frequency
RM reference material
RSF relative sensitivity factor
Page 49
Add the following clause:
6 Definitions of supplementary terms for surface analysis
6.1
abundance sensitivity
〈GDMS〉 ratio of the maximum ion current recorded at a mass m to the ion current arising from the same
species recorded at an adjacent mass (m ± 1)
[IUPAC, 1997]
6.2
afterglow
〈GDS〉 luminescence of the decaying plasma present in a glow discharge device after complete cessation of
the sustaining discharge power
6.3
anode
〈GDS, dc operation〉 more positively charged electrode in a glow discharge device
cf cathode 〈GDS, dc operation〉
6.4
anode
〈GDS, rf operation〉 electrode that is more positively charged over a large fraction of the rf cycle in a radio
frequency powered glow discharge device
cf cathode 〈GDS, rf operation〉
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ISO 18115:2001/Amd.1:2006(E)
NOTE 1 The rf power applied to a typical rf glow discharge device that is used for surface chemical analysis is
sinusoidal and bipolar, with a time-averaged electric potential of zero relative to ground potential. The reason that the
anode is not more positively charged over the entire rf cycle is that the magnitude of the dc bias is usually slightly less
than one-half of the applied rf peak-to-peak potential.
NOTE 2 The precise fraction of the rf cycle over which the anode is more positively charged depends upon the source
geometry and other factors.
6.5
anode glow
〈GDS〉 thin luminous region of a glow discharge immediately adjacent to the anode
cf. cathode layer, negative glow and positive column
NOTE The anode glow may not be noticeable in a glow discharge used for surface chemical analysis.
6.6
Auger vacancy satellite
Auger transition in which additional spectator holes are present in the initial state or the final state for the
transition
6.7
background equivalent concentration
〈GDS〉 concentration of an element in a sample that would produce, in the absence of the background, a
signal intensity equivalent to the measured background intensity
NOTE In GDS, results are often expressed in mass fractions and so the background equivalent concentration is usually
expressed in these units.
6.8
background, relative standard deviation of the
quotient of the standard deviation characterizing the noise in the background signal and the background
signal
6.9
cathode
〈GDS, dc operation〉 more negatively charged electrode in a glow discharge device
cf. anode 〈GDS, dc operation〉
6.10
cathode
〈GDS, rf operation〉 electrode that is more negatively charged over a large fraction of the rf cycle in a radio
frequency powered glow discharge device
cf. anode 〈GDS, rf operation〉
NOTE 1 The rf power applied to a typical rf glow discharge device that is used for surface chemical analysis is
sinusoidal and bipolar, with a time-averaged electric potential of zero relative to ground potential. The reason that the
cathode is not more negatively charged over the entire rf cycle is that the magnitude of the dc bias is usually slightly less
than one-half of the applied rf peak-to-peak potential.
NOTE 2 The precise fraction of the rf cycle over which the cathode is more negatively charged depends upon the
source geometry and other factors.
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ISO 18115:2001/Amd.1:2006(E)
6.11
cathode fall
fall potential
cathode drop
〈GDS〉 electric potential difference between the cathode surface and the negative glow
NOTE In direct-current glow discharge spectrometry typically used for surface chemical analysis, the cathode fall is
usually in the range 200 V to 2 000 V, with the cathode surface being more negative. In an rf glow discharge, the cathode
fall is time-varying, with a peak-to-peak value normally in the range 500 V to 2 000 V.
6.12
cathode layer
〈GDS〉 thin luminous region of glow discharge between the Aston dark space and the cathode dark space
cf. negative glow, positive column and anode glow
NOTE The cathode layer may not be noticeable in a glow discharge used for surface chemical analysis.
6.13
charge transfer
charge exchange
〈GDS〉 transfer of charge from an atom, molecule or ion to another atom, molecule or ion
6.14
charge transfer, asymmetric
charge exchange, asymmetric
〈GDS〉 charge transfer between an atom, molecule or ion and another atom, molecule or ion of a different
chemical species
+ + +
NOTE 1 For example, Ar + M → Ar + M *, where M is often a transition metal in GDS applications and M * is in an
electronically excited, ionic state.
NOTE 2 Generally, asymmetric charge transfer is less efficient than symmetric charge transfer, arising from the effects
of energy overlap and quantum mechanical considerations on reaction cross-sections.
6.15
charge transfer, symmetric
charge exchange, symmetric
〈GDS〉 charge transfer between an atom, molecule or ion and another atom, molecule, or ion of the same
chemical species
+ +
NOTE For example, Ar + Ar → Ar + Ar . This reaction is believed to be an efficient mechanism in the cathode dark
space of an analytical glow discharge, resulting in a large population of fast Ar atoms directed toward the sample
surface. These fast Ar atoms may contribute significantly to sample sputtering.
6.16
chemical species
atom, molecule, ion or functional group
6.17
chemical state of an atom
〈AES, EELS, UPS, XPS〉 state of an atom arising from its chemical interaction with neighbouring atoms in a
molecule, compound, solid, liquid or gas that leads to a characteristic energy or feature observable in electron
spectroscopies
NOTE 1 Examples of features observed are satellite peaks, shifts in the peak energy positions, changes in the
lineshape and changes in the characteristic electron energy loss spectra at lower kinetic energies than the
photoelectron or Auger electron peaks.
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NOTE 2 A full description of chemical state is denoted by the complete set of electronic states and the electron
configuration in the core of the atom providing the signal, as well as the electronic and physical structure (including charge
distribution, density of electronic states and electronic configuration) local to this atom.
NOTE 3 The chemical state of a selected atom is determined by its interaction (e.g. chemical bonding ionicity or
covalency) with nearby atoms, most importantly its nearest neighbours. It is determined by the oxidation number of an
atom in a compound, by the coordination (mostly by its stereo structure and number) and by the differences in the kinds of
element in the position of the first nearest neighbour, second nearest neighbour, and so on. These all affect the effective
charge and spin state of the selected atom.
NOTE 4 Different or distinguishable sets of chemical properties (different chemical states) of a chemical species may
occur as a consequence of differing valence-band electronic structures, including charge distributions and electronic
configurations, localized on the given chemical species. In XPS, the term “chemical state” is mostly used for characterizing
measured binding energies, Auger-electron kinetic energies, and Auger parameters with different oxidation states of a
given element in different chemical compounds, e.g. the Cr(III) oxidation state in Cr O or Cr(OH) . In AES, the term
2 3 3
“chemical state” is often used to characterize the shape of the Auger electron spectrum for the atoms of an element in
different chemical environments, e.g. the shape of the carbon Auger electron spectrum for graphite and for various
carbides. Differences in the chemical properties of a chemical species in various environments may result in differences in
the respective peak energies, satellite structures, lineshapes or energy loss features in the corresponding Auger or
photoelectron spectra.
NOTE 5 The quantum theory of atoms in molecules defines an atom in a molecule or crystal as a bounded region of
real space — an open quantum system. However, there is no wave function for the atom — only for the total system.
Hence, there is no state designation for the atom — only for the total system. What physics provides are expectation
values of all the observables, measurable or otherwise, for the bound atom. In this sense, its state is defined within the
total system by the net charge and energy of the atom and how changes of charge and energy are reflected in the
observed (e.g. Auger or photoelectron) spectra.
6.18
chemical state plot
Wagner plot
〈XPS〉 plot of the measured kinetic energy of a sharp Auger electron peak versus the binding energy of a
photoelectron peak for the same element
NOTE 1 Plots are usually made for a given element that can exist in different chemical states. Such plots are helpful in
defining the state for an unknown sample where measurements of the binding energy alone are inadequate.
NOTE 2 The binding energy is usually plotted on the abscissa with values decreasing towards the right.
6.19
dark space
〈GDS〉 region of a glow discharge that emits little light compared to the surrounding regions, thereby
appearing dark to the human eye
6.20
dark space, anode
〈GDS〉 dark space between the positive column and the anode glow in a glow discharge
cf. Aston dark space, cathode dark space and Faraday dark space
6.21
dark space, Aston
〈GDS〉 very thin dark space immediately adjacent to the cathode in a glow discharge
cf. cathode dark space, Faraday dark space and anode dark space
NOTE In glow discharge spectrometry used for surface chemical analysis, the Aston dark space is often not
noticeable.
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ISO 18115:2001/Amd.1:2006(E)
6.22
dark space, cathode
Crookes' dark space
Hittorf dark space
〈GDS〉 dark space between the cathode layer and the negative glow in a glow discharge
cf. Aston dark space, Faraday dark space and anode dark space
NOTE 1 In glow discharge spectrometry used for surface chemical analysis, the cathode dark space usually appears
to occupy all of the space between the cathode surface and the negative glow.
NOTE 2 In dc glow discharge spectrometry, the cathode dark space is characterized by a large positive space charge
and a strong electric field. This situation also occurs in an rf glow discharge over a large majority of the rf cycle. As a
result, efficient acceleration of charged particles occurs in the cathode dark space.
6.23
dark space, Faraday
〈GDS〉 dark space between the negative glow and the positive column in a glow discharge
cf. Aston dark space, cathode dark space and anode dark space
6.24
dc bias
dc offset
self bias
〈GDS, rf operation〉 time-averaged electric potential, relative to ground, developed on the surface of the
electrode to which the rf power is applied
NOTE 1 The dc bias arises as a result of the very different mobilities of the plasma electrons and the positively charged
plasma ions.
NOTE 2 The dc bias effectively limits sputtering to the sample surface, preventing sputtering of other surfaces in
contact with the plasma.
NOTE 3 For a properly designed rf glow discharge device used for surface chemical analysis, the magnitude of the dc
bias is slightly less than one-half of the applied rf peak-to-peak potential difference.
6.25
delayed onset
X-ray energy, in an X-ray absorption spectrum, at which there is a significant increase in absorption and for
which the increased absorption occurs at a higher energy than a core-level binding energy
NOTE For many elements, there is a significant increase in absorption when the X-ray energy is equal to the electron
binding energy for a sub-shell. A delayed onset occurs for some elements and sub-shells when the corresponding
increase in absorption occurs, instead, at an energy larger than the sub-shell binding energy.
6.26
energy eigenvalue
energy value of a single bound electron level in an atom, molecule, ion or solid obtained by solving the single-
electron Schrödinger or Dirac equation in the Dirac-Fock representation of the electronic structure of an atom
in its ground state
NOTE 1 Eigenvalues are the solutions to certain integral equations, a special case of which is the Schrödinger equation
for electrons in atoms, molecules, ions or solids.
NOTE 2 In the frozen-orbital approximation, the binding energy of a hole state is given by the negative of the
corresponding single-electron energy eigenvalue.
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ISO 18115:2001/Amd.1:2006(E)
6.27
excitation, electron impact
〈GDS〉 electronic excitation of an atom, molecule or ion resulting from collision with an electron
− −
NOTE 1 For example, M + e → M* + e , where M* is a transition metal in an electronically excited state.
NOTE 2 In a glow discharge used for surface chemical analysis, electron-impact excitation is believed to account for
most of the electronic excitations. Therefore, it is a very important physical mechanism for glow discharge optical
emission spectrometry.
6.28
floating potential
〈GDS〉 electric potential that develops on an isolated substrate immersed in a plasma
NOTE An isolated substrate cannot conduct charge to other parts of the instrument. Therefore, averaged over time, the
fluxes of electrons and positively charged ions to its surface must be equal. Given that electrons are much more mobile
than positively charged ions, equal fluxes arise when the floating potential is typically a few volts more negative than the
plasma potential.
6.29
frozen-orbital approximation
assumption that the one-electron wavefunctions of the electrons remaining in an atom or molecule are
unchanged after ionization
NOTE In the frozen-orbital approximation, the binding energy of an electron is given by the negative of the eigenvalue.
6.30
glow discharge, abnormal
〈GDS〉 glow discharge operated in a current/voltage regime for which an increase in current is accompanied
by an increase in voltage
cf. glow discharge, normal 〈GDS〉
NOTE Glow discharge devices used for surface chemical analysis are usually operated in the abnormal mode, rather
than the normal mode. This is because abnormal operation provides sputtering of the entire exposed surface of the
sample, as well as increased signal intensities.
6.31
glow discharge, boosted
〈GDS〉 glow discharge sustained by a secondary means of coupling energy into the plasma in addition to the
primary means, sometimes providing enhanced analytical signals
NOTE Forms of boosting the glow discharge include the use of microwave and rf fields (not to be confused with
unboosted rf glow discharge, in which rf excitation is the only power source), as well as the injection of extra plasma
electrons by means of filaments or other electron sources.
6.32
glow discharge, normal
〈GDS〉 glow discharge operated in a current/voltage regime for which an increase in current is accompanied
by little or no detectable change in voltage
cf. glow discharge, abnormal 〈GDS〉
NOTE Glow discharge devices used for surface chemical analysis are not usually operated in the normal mode. This is
because a portion of the exposed sample surface remains unsputtered and signal intensities may be unacceptably weak.
Such devices are usually operated in the abnormal mode.
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ISO 18115:2001/Amd.1:2006(E)
6.33
glow discharge, pulsed
〈GDS〉 glow discharge in which one or more of the discharge operating parameters is intentionally varied with
time in order to provide improved analytical performance
NOTE 1 The most common pulsed glow discharge involves modulation of the electrical power maintaining the plasma,
according to a square wave or similar function. However, other forms of pulsed glow discharge are possible.
NOTE 2 Both pulsed direct-current and pulsed radio-frequency glow discharges have been devised.
6.34
glow discharge source, jet-assisted
glow discharge source, jet-enhanced
〈GDS〉 glow discharge device incorporating a means of directing high-velocity jets of plasma-support gas
directly toward the sample surface, intended to provide enhanced analytical signals
NOTE 1 This form of glow discharge device has been used predominantly for glow discharge atomic absorption
spectrophotometry. The jets enhance atomic absorption by aiding the transport of sputtered material from the sample
surface into the region of the negative glow in which light absorption is measured.
NOTE 2 Jet-enhanced glow discharge devices find little use for depth profiling because the craters formed on the
sample surface are not usually flat.
6.35
hole
electronic vacancy in an atom, molecule or solid
6.36
hole state
electronic configuration of an atom, molecule or solid containing a hole
6.37
ion beam ratio
〈GDMS〉 intensity of the analyte ion divided by the intensity of the matrix ion, both corrected for isotopic
abundance
6.38
ionization, electron impact
〈GDS〉 ionization resulting from collision of an atom, molecule or ion with an electron
– + − +
NOTE 1 For example, M + e → M + 2e , where M is a transition metal ion.
NOTE 2 Electron impact ionization is possible only if the kinetic energy of the relative motion of the collision partners
exceeds the difference between (1) the product of the magnitude of the electronic charge and the ionization potential of
the particle to be ionized and (2) the potential energy of that particle prior to collision.
NOTE 3 In a glow discharge used for surface chemical analysis, electron impact ionization usually accounts for a large
fraction of the total ionization occurring in the plasma. Therefore, it is a very important physical mechanism for glow
discharge mass spectrometry.
6.39
ionization, Penning
〈GDS〉 ionization resulting from collision with an atom that is in an electronically excited state
ms + ms
NOTE 1 For example, Ar + M → Ar + M , where Ar is a metastable Ar atom and M is a transition metal.
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ISO 18115:2001/Amd.1:2006(E)
NOTE 2 Penning ionization is possible only if the sum of the excitation potential of the excited state atom and the
kinetic energy of the relative motion of the collision partners exceeds the difference between (1) the product of the
magnitude of the electronic charge and the ionization potential of the particle that is to be ionized and (2) the potential
energy of that particle prior to collision.
NOTE 3 The probability of Penning ionization is directly related to the excited-state lifetime of the excited-state collision
partner. For this reason, Penning ionization usually occurs through collisions with metastable species.
NOTE 4 In a glow discharge used for surface chemical analysis, Penning ionization is usually an important ionization
mechanism, owing to the fact that the metastable energy levels of Ar, the discharge gas most commonly employed, lie
sufficiently above the ionization potentials of most atomic analytes.
6.40
mass to charge ratio
〈GDMS, SIMS〉 mass of an ion divided by the number of electrons added or removed from it to form an ion
6.41
negative glow
glow region
〈GDS〉 region of a glow discharge from which most light is emitted and from which analytical signals for
surface chemical analysis are usually derived
cf. cathode layer, positive column and anode glow
6.42
plasma
〈GDS〉 gas consisting of ions, electrons and neutral particles
NOTE Gases are weakly ionized in glow discharge.
6.43
plasma potential
space potential
〈GDS〉 electric potential of plasma relative to an appropriate reference such as earth potential
NOTE The plasma potential of direct-current glow discharge varies with location in the plasma. The plasma potential of
an rf glow discharge varies with both location in the plasma and time, according to the phase of the rf excitation.
6.44
positive column
〈GDS〉 diffuse, luminous region of glow discharge between the Faraday and anode dark spaces
cf. cathode layer, negative glow and anode glow
NOTE The positive column is usually absent in glow discharge devices operated for surface chemical analysis, owing to
the gas pressure and the small separation between the electrodes.
6.45
preburn
presputtering period
〈GDS, bulk materials〉 period during which preburning occurs
NOTE 1 Preburning is used for stabilizing the glow discharge. Typical preburn times for GDOES range from 30 s to
60 s, while those for GDMS may be much longer.
NOTE 2 Glow discharge conditions used for preburn are usually identical to those employed during signal registration.
However, for some applications, they may be different.
8 © ISO 2006 – All rights reserved
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ISO 18115:2001/Amd.1:2006(E)
6.46
preburning
presputtering
〈GDS, bulk materials〉 process of sputtering, prior to signal registration, employed to allow steady-state
sputtering to be established and analytical signals to stabilize
NOTE Preburning is used for stabilizing the glow discharge.
6.47
primary electron
〈GDS〉 electron that enters the negative glow region from the cathode dark space, having been accelerated
by the strong electric field within the cathode dark space, thereby having a kinetic energy that is among the
highest of the kinetic energies of any electrons present within the plasma
NOTE This term is defined differently for AES, EPMA and SEM.
6.48
recombination
ion-electron recombination
〈GDS〉 addition of an electron to an ion with a net positive charge, resulting in a net charge that is one
elementary charge unit more negative
NOTE Energy and momentum cannot be simultaneously conserved in an ion-electron recombination process that
involves the collision of only an ion and an electron and that releases no additional particles. For this reason,
recombination proceeds only through the involvement of a third collision partner, such as another electron or a surface, or
through the release of a photon.
6.49
recombination, radiative
〈GDS〉 ion-electron recombination involving the release of a photon
6.50
redeposition
deposition of sputtered sample material back onto the sample surface
6.51
reference material
RM
material or substance one or more of whose property values are sufficiently homogeneous and well
established to be used for the calibration of an apparatus, the assessment of a measurement method, or for
assigning values to materials
[8]
[ISO Guide 30:1992]
NOTE Some RMs involving surface properties may be in the form of wafers or foils. For these, the material is often
homogeneous for the property values across the surface but not in the direction perpendicular to the surface and into the
bulk. Examples are implanted silicon wafers to calibrate dopant levels or thin oxides on substrates to calibrate depth or
thickness in analytical depth profiling instruments.
6.52
reference material, certified
CRM
reference material, accompanied by a certificate, one or more of whose property values are certified by a
procedure which establishes its traceability to an accurate realization of the unit in which the property values
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ISO 18115:2001/Amd.1:2006(E)
are expressed, and for which each certified value is accompanied by an uncertainty at a stated level of
confidence
[8]
[ISO Guide 30:1992]
NOTE 1 CRMs are usually prepared in batches for which the property values are determined within stated uncertainty
limits by measurements on samples representative of the whole batch.
NOTE 2 All CRMs lie within the definition of “measurement standards” given in the International vocabulary of basic and
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 18115
Première édition
2001-07-15
AMENDEMENT 1
2006-01-15
Analyse chimique des surfaces —
Vocabulaire —
AMENDEMENT 1
Surface chemical analysis — Vocabulary —
AMENDMENT 1
Numéro de référence
ISO 18115:2001/Amd.1:2006(F)
©
ISO 2006
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L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'Amendement 1 à l'ISO 18115:2001 a été élaboré par le comité technique ISO/TC 201, Analyse chimique
des surfaces, sous-comité SC 1, Terminologie.
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ISO 18115:2001/Amd.1:2006(F)
Introduction
Dans l'ISO 18115:2001, 350 termes concernant l'analyse chimique des surfaces sont décrits. Cependant, de
nouveaux termes doivent être définis régulièrement et ceux-ci apparaissent dans les amendements de
l'ISO 18115. Dans le présent amendement, cinq abréviations et 71 termes sont ajoutés. Aucun des termes
précédents n'a été changé.
Le présent amendement a été préparé en conformité avec les principes et le style définis dans l'ISO 1087-1,
Travaux terminologiques — Vocabulaire — Partie 1: Théorie et application et l'ISO 10241, Normes
terminologiques internationales — Élaboration et présentation. Il convient de noter que, comme dans
l'ISO 18115, un terme en caractères gras dans une définition ou une note est défini dans un autre paragraphe
dans le présent amendement. Cependant, le terme est imprimé en caractères gras seulement la première fois
qu'il apparaît dans chaque paragraphe. Un terme apparaissant en caractères maigres est inusité ou déconseillé.
Le terme préféré est indiqué en caractères gras. Lorsqu'un terme désigne plusieurs concepts, il est nécessaire
d'indiquer le domaine auquel chaque concept se réfère. Le domaine est indiqué en caractères maigres, entre
crochets obliques, avant la définition, sur la même ligne.
Les abréviations données ici s'ajoutent à celles données dans l'Article 2 de l'ISO 18115. Les termes donnés ici
par ordre alphabétique forment un nouvel Article 6. Un index alphabétique pour le présent amendement est
donné aprés les termes et définitions. L'index de l'ISO 18115:2001 est donné immédiatement après pour des
raisons de commodité. Afin de faciliter la recherche, les termes composés peuvent être trouvés dans ces index
dans l'ordre des mots et dans l’ordre inverse. Il est recommandé aux utilisateurs recherchant un terme de
commencer par ces index.
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ISO 18115:2001/Amd.1:2006(F)
Analyse chimique des surfaces — Vocabulaire —
AMENDEMENT 1
Pages 1 et 2
Ajouter les abréviations suivantes:
cc courant continu
CRM matériau de référence certifié
rf radiofréquence
RM matériau de référence
RSF facteur de sensibilité relatif
Page 52
Ajouter l'article suivant:
6 Définitions des termes supplémentaires pour l'analyse des surfaces
6.1
sensibilité d'abondance
〈SDL MS〉 rapport entre le courant d'ions maximum enregistré à une masse m et le courant d'ions résultant de
la même espèce enregistré à une masse adjacente (m ± 1)
[IUPAC, 1997]
6.2
luminescence résiduelle
〈SDL〉 luminescence du plasma qui s’éteint présente dans un dispositif à décharge luminescente après
cessation complète de la puissance excitatrice
6.3
anode
〈SDL, fonctionnement en cc〉 électrode chargée plus positivement dans un dispositif à décharge
luminescente
cf. cathode 〈SDL, fonctionnement en cc〉
6.4
anode
〈SDL, fonctionnement en rf〉 électrode qui est chargée plus positivement sur une grande fraction du cycle de rf
dans un dispositif à décharge luminescente fonctionnant à fréquence radio
cf. cathode 〈SDL, fonctionnement en rf〉
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NOTE 1 La puissance de la rf appliquée à un dispositif typique de décharge luminescente rf utilisé pour l'analyse
chimique des surfaces est sinusoïdale et bipolaire, avec un potentiel électrique temporel moyen de zéro par rapport au
potentiel de la terre. La raison pour laquelle l'anode n’est pas chargée plus positivement sur la totalité du cycle de rf est
que l’amplitude de la tension d’autopolarisation est généralement légèrement inférieure à la moitié du potentiel pic-à-pic
de la rf appliquée.
NOTE 2 La fraction précise du cycle de rf sur laquelle l'anode est chargée plus positivement dépend de la géométrie de
la source et d'autres facteurs.
6.5
luminescence anodique
〈SDL〉 région lumineuse mince d'une décharge luminescente immédiatement adjacente à l'anode
cf. couche cathodique, luminescence négative et colonne positive
NOTE La luminescence anodique peut ne pas être décelable dans une décharge luminescente utilisée pour l'analyse
chimique des surfaces.
6.6
pic satellite Auger lacunaire
transition Auger dans laquelle des niveaux vacants supplémentaires sont présents à l'état initial ou à l'état
final de la transition
6.7
concentration équivalente du fond continu
〈SDL〉 concentration d'un élément dans un échantillon qui produirait, en l'absence du fond continu, une
intensité de signal équivalente à l'intensité mesurée du fond continu
NOTE En SDL, les résultats sont souvent exprimés en fractions massiques et ainsi la concentration équivalente du fond
continu est généralement exprimée dans ces unités.
6.8
fond continu, écart-type relatif du
quotient de l'écart-type caractérisant le bruit dans le signal du fond continu et le signal du fond continu
6.9
cathode
〈SDL, fonctionnement en cc〉 électrode chargée plus négativement dans un dispositif à décharge
luminescente
cf. anode 〈SDL, fonctionnement en cc〉
6.10
cathode
〈SDL, fonctionnement en rf〉 électrode qui est chargée plus négativement sur une grande fraction du cycle de
rf dans un dispositif à décharge luminescente fonctionnant à fréquence radio
cf. anode 〈SDL, fonctionnement en rf〉
NOTE 1 La puissance de la rf appliquée à un dispositif typique de décharge luminescente à rf utilisé pour l'analyse
chimique des surfaces est sinusoïdale et bipolaire, avec un potentiel électrique temporel moyen de zéro par rapport au
potentiel de la terre. La raison pour laquelle la cathode n’est pas chargée plus négativement sur la totalité du cycle de rf
est que l’amplitude de la tension d’autopolarisation est généralement légèrement inférieure à la moitié du potentiel pic-
à-pic de la rf appliquée.
NOTE 2 La fraction précise du cycle de rf sur laquelle la cathode est chargée plus négativement dépend de la
géométrie de la source et d'autres facteurs.
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6.11
chute cathodique
potentiel de chute
chute à la cathode
〈SDL〉 différence de potentiel électrique entre la surface de la cathode et la luminescence négative
NOTE En spectrométrie à décharge luminescente en courant continu typiquement utilisée pour l'analyse chimique
des surfaces, la chute cathodique se situe généralement dans la gamme de 200 V à 2 000 V, la surface de la cathode
étant plus négative. Dans une décharge luminescente à rf, la chute cathodique est dépendante du temps, avec une valeur
pic-à-pic normalement dans la gamme de 500 V à 2 000 V.
6.12
couche cathodique
〈SDL〉 région lumineuse mince de décharge luminescente entre l'espace sombre d'Aston et l’espace sombre
cathodique
cf. luminescence négative, colonne positive et luminescence anodique
NOTE La couche cathodique peut ne pas être décelable dans une décharge luminescente utilisée pour l'analyse
chimique des surfaces.
6.13
transfert de charge
échange de charge
〈SDL〉 transfert de charge d'un atome, d'une molécule ou d'un ion à un autre atome, une autre molécule ou un
autre ion
6.14
transfert de charge asymétrique
échange de charge asymétrique
〈SDL〉 transfert de charge entre un atome, une molécule ou un ion et un autre atome, une autre molécule ou
un autre ion d'une espèce chimique différente
+ +∗
NOTE 1 Par exemple, Ar + M → Ar + M , où M est souvent un métal de transition dans des applications de SDL, et
+∗
M est dans un état ionique électroniquement excité.
NOTE 2 Généralement, le transfert de charge asymétrique est moins efficace que le transfert de charge symétrique, qui
provient des effets du recouvrement d'énergie et des considérations de mécanique quantique sur les sections efficaces de
réaction.
6.15
transfert de charge symétrique
échange de charge symétrique
〈SDL〉 transfert de charge entre un atome, une molécule ou un ion et un autre atome, une autre molécule, ou
un autre ion de la même espèce chimique
+ +
NOTE Par exemple, Ar + Ar → Ar + A . On pense que cette réaction est un mécanisme efficace dans l’espace sombre
de cathode d'une décharge luminescente analytique, résultant en une large population d’atomes neutres rapides d'Ar
orientés vers la surface de l’échantillon. Ces atomes neutres rapides d'Ar peuvent contribuer de manière significative à la
pulvérisation de l'échantillon.
6.16
espèce chimique
atome, molécule, ion ou groupe fonctionnel
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6.17
état chimique d'un atome
〈AES, EELS, UPS, XPS〉 état d'un atome résultant de son interaction chimique avec les atomes voisins dans
une molécule, un composé, un solide, un liquide ou un gaz qui conduit à une énergie spécifique ou une
caractéristique observable en spectroscopie d’électrons
NOTE 1 Des exemples de caractéristiques observées sont des pics satellites, des déplacements des positions de
l'énergie du pic, des variations de la forme de raie et des variations des spectres de pertes caractéristiques d'énergie
des électrons à des énergies cinétiques inférieures aux pics de photoélectrons ou d'électrons Auger.
NOTE 2 Une description complète de l'état chimique est donnée par l'ensemble complet des états électroniques et la
configuration électronique dans le noyau de l'atome fournissant le signal, ainsi que la structure électronique et physique
(comprenant la distribution de charge, la densité des états électroniques et la configuration électronique) au sein de cet
atome.
NOTE 3 L'état chimique d'un atome choisi est déterminé par son interaction (par exemple l’ionicité de la liaison
chimique ou la covalence) avec les atomes voisins, d'une manière plus importante avec ses voisins les plus proches. Il est
déterminé par le nombre d'oxydation d'un atome dans un composé, par la coordination (la plupart du temps par sa
structure et son nombre stérique) et par les différences entre les types d'élément en position de premier voisin le plus
proche, second voisin le plus proche, et ainsi de suite. Ceux-ci affectent tous la charge efficace et l'état de spin de l'atome
choisi.
NOTE 4 Des ensembles de propriétés chimiques différents ou distinguables (différents états chimiques) d'une espèce
chimique peuvent se produire en conséquence de structures électroniques de bande de valence différentes, comprenant
les distributions de charge et les configurations électroniques, localisées sur l’espèce chimique considérée. En XPS, le
terme «état chimique» est la plupart du temps utilisé pour caractériser les énergies de liaison mesurées, les énergies
cinétiques des électrons Auger, et les paramètres Auger avec différents états d'oxydation d'un élément donné dans
différents composés chimiques, par exemple l'état d'oxydation du Cr(III) dans Cr O ou Cr(OH) . En AES, le terme «état
2 3 3
chimique» est souvent utilisé pour caractériser la forme du spectre d'électrons Auger pour les atomes d'un élément dans
différents environnements chimiques, par exemple la forme du spectre des électrons Auger du carbone pour le graphite et
pour différents carbures. Les différences de propriétés chimiques d'une espèce chimique dans divers environnements
peuvent résulter en des différences entre les énergies des pics respectifs, des structures satellites, des caractéristiques
de formes de raie ou de perte d'énergie dans les spectres Auger ou de photoélectrons correspondants.
NOTE 5 La théorie quantique des atomes dans les molécules définit un atome dans une molécule ou un cristal comme
une région liée d’espace réel — un système quantique ouvert. Cependant, il n'existe aucune fonction d’onde pour l'atome,
elles existent seulement pour le système global. Par conséquent, il n'existe pas de désignation d'état pour l'atome —
seulement pour le système global. Ce que la physique fournit sont des valeurs hypothétiques de toutes les
caractéristiques observables, mesurables ou autres, pour l'atome lié. Dans ce sens, son état est défini dans le système
global par la charge nette et l'énergie de l'atome et la façon dont les changements de charge et d'énergie sont reflétés
dans les spectres observés (par exemple Auger ou de photoélectrons).
6.18
courbe de l’état chimique
courbe de Wagner
〈XPS〉 courbe de l'énergie cinétique mesurée d'un pic étroit d'électrons Auger par rapport à l'énergie de
liaison d'un pic de photoélectrons pour le même élément
NOTE 1 Les courbes sont généralement faites pour un élément donné qui peut exister dans différents états
chimiques. De telles courbes sont utiles pour définir l'état d’un échantillon inconnu où les mesures de l'énergie de liaison
seules sont insuffisantes.
NOTE 2 L'énergie de liaison est généralement tracée en abscisse avec des valeurs diminuant vers la droite.
6.19
espace sombre
〈SDL〉 région d'une décharge luminescente qui émet peu de lumière en comparaison des régions
environnantes, apparaissant de ce fait sombre pour l'œil humain
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6.20
espace sombre d'anode
〈SDL〉 espace sombre entre la colonne positive et la luminescence anodique dans une décharge
luminescente
cf. espace sombre d'Aston, espace sombre de cathode et espace sombre de Faraday
6.21
espace sombre d'Aston
〈SDL〉 espace sombre très mince immédiatement adjacent à la cathode dans une décharge luminescente
cf. espace sombre de cathode, espace sombre de Faraday et espace sombre d'anode
NOTE En spectrométrie à décharge luminescente utilisée pour l'analyse chimique des surfaces, l'espace sombre
d'Aston n'est souvent pas décelable.
6.22
espace sombre de cathode
espace sombre de Crookes
espace sombre de Hittorf
espace sombre entre la couche cathodique et la luminescence négative dans une décharge
luminescente
cf. espace sombre d'Aston, espace sombre de Faraday et espace sombre d'anode
NOTE 1 En spectrométrie à décharge luminescente utilisée pour l'analyse chimique des surfaces, l'espace sombre
de cathode semble généralement occuper tout l'espace entre la surface de la cathode et la luminescence négative.
NOTE 2 En spectrométrie de décharge luminescente à cc l'espace sombre de cathode est caractérisé par une grande
charge d'espace positive et un champ électrique fort. Cette situation se produit également dans une décharge
luminescente à rf sur une grande majorité du cycle de rf. Par conséquent, l'accélération efficace des particules chargées
se produit dans l'espace sombre de cathode.
6.23
espace sombre de Faraday
〈SDL〉 espace sombre entre la luminescence négative et la colonne positive dans une décharge
luminescente
cf. espace sombre d'Aston, espace sombre de cathode et espace sombre d'anode
6.24
tension d’autopolarisation
décalage du cc
autopolarisation
〈SDL, fonctionnement en rf〉 potentiel électrique moyenné dans le temps, mesuré par rapport à la terre,
développé sur la surface de l'électrode à laquelle la puissance de rf est appliquée
NOTE 1 L’autopolarisation se produit en raison des mobilités très différentes des électrons du plasma et des ions du
plasma positivement chargés.
NOTE 2 L’autopolarisation limite efficacement la pulvérisation à la surface de l'échantillon, empêchant la pulvérisation
des autres surfaces en contact avec le plasma.
NOTE 3 Pour un dispositif à décharge luminescente à rf correctement conçu utilisé pour l'analyse chimique des
surfaces, l’amplitude de la tension d’autopolarisation est légèrement inférieure à la moitié de la différence de potentiel pic-
à-pic de la rf appliquée.
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6.25
seuil retardé
énergie des rayons X, dans un spectre d'absorption des rayons X, pour laquelle il se produit une
augmentation significative d'absorption et pour laquelle l'absorption accrue se produit à une énergie plus
élevée que l’énergie de liaison d’un niveau de cœur
NOTE Pour de nombreux éléments, il se produit une augmentation significative d'absorption lorsque l'énergie des
rayons X est égale à l'énergie de liaison des électrons d’une sous-couche. Un seuil retardé se produit pour certains
éléments et sous-couches lorsque l'augmentation d’absorption correspondante se produit à une énergie plus grande que
l'énergie de liaison de la sous-couche.
6.26
valeur propre d'énergie
valeur d'énergie d'un niveau électronique d’une liaison simple dans un atome, une molécule, un ion ou un
solide obtenue en résolvant l'équation de Schrödinger ou de Dirac associée à un électron dans la
représentation de Dirac-Fock de la structure électronique d'un atome dans son état fondamental
NOTE 1 Les valeurs propres sont les solutions de certaines équations intégrales, dont un cas particulier est l'équation
de Schrödinger pour des électrons dans des atomes, des molécules, des ions ou des solides.
NOTE 2 Dans l'approximation des orbitales gelées, l'énergie de liaison d'un état de trou est donnée par le négatif
de la valeur propre d'énergie correspondant à un électron.
6.27
excitation, impact électronique
〈SDL〉 excitation électronique d'un atome, d'une molécule ou d'un ion résultant de la collision avec un électron
− ∗ −
NOTE 1 Par exemple, M + e → M + e , où M* est un métal de transition dans un état électroniquement excité.
NOTE 2 Dans une décharge luminescente utilisée pour l'analyse chimique des surfaces, l'excitation par impact
électronique est supposée rendre compte de la plupart des excitations électroniques. Par conséquent, c'est un
mécanisme physique très important pour la spectrométrie d'émission optique à décharge luminescente.
6.28
potentiel flottant
〈SDL〉 potentiel électrique qui se développe sur un substrat isolant immergé dans un plasma
NOTE Un substrat isolant ne peut pas conduire de charge à d'autres parties de l'instrument. Par conséquent, moyennés
dans le temps, les flux des électrons et des ions chargés positivement sur sa surface doivent être égaux. Étant donné que
les électrons sont beaucoup plus mobiles que les ions chargés positivement, des flux égaux sont observés lorsque le
potentiel flottant est typiquement plus négatif de quelques volts que le potentiel du plasma.
6.29
approximation des orbitales gelées
hypothèse selon laquelle les fonctions d’onde à un électron des électrons restants dans un atome ou une
molécule sont inchangées après ionisation
NOTE Dans l'approximation des orbitales gelées, l'énergie de liaison d'un électron est donnée par la valeur négative
de la valeur propre.
6.30
décharge luminescente anormale
〈SDL〉 décharge luminescente fonctionnant dans un régime courant/tension pour laquelle une augmentation
du courant est accompagnée d'une augmentation de tension
cf. décharge luminescente normale 〈SDL〉
NOTE Les dispositifs à décharge luminescente utilisés pour l'analyse chimique des surfaces sont utilisés généralement
en mode anormal, plutôt qu’en mode normal. Cela parce qu’un fonctionnement en mode anormal permet une pulvérisation
de la totalité de la surface de l'échantillon exposée, ainsi que des intensités de signal accrues.
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6.31
décharge luminescente amplifiée
〈SDL〉 décharge luminescente prolongée par un moyen secondaire de coupler l'énergie dans le plasma en
plus du moyen primaire, fournissant parfois des signaux analytiques augmentés
NOTE Les formes d'amplification de la décharge luminescente comprennent l'utilisation de champs de micro-ondes et
de rf (à ne pas confondre avec la décharge luminescente rf non amplifiée, dans laquelle l'excitation par rf est la seule
source d'énergie), ainsi que l'injection d’électrons de plasma supplémentaires à l’aide de filaments ou d'autres sources
d'électrons.
6.32
décharge luminescente normale
〈SDL〉 décharge luminescente fonctionnant dans un régime courant/tension pour laquelle une augmentation
du courant est accompagnée de peu de variation de tension détectable, voire d'aucune
cf. décharge luminescente anormale 〈SDL〉
NOTE Les dispositifs à décharge luminescente utilisés pour l'analyse chimique des surfaces ne sont généralement pas
utilisés en mode normal. Cela parce qu'une partie de la surface de l'échantillon exposée demeure non pulvérisée et les
intensités de signal peuvent être trop faibles pour être acceptables. De tels dispositifs sont utilisés généralement en mode
anormal.
6.33
décharge luminescente pulsée
〈SDL〉 décharge luminescente dans laquelle un ou plusieurs des paramètres de fonctionnement de la
décharge sont intentionnellement changés au cours du temps afin de fournir une performance analytique
améliorée
NOTE 1 La décharge luminescente pulsée la plus courante implique la modulation du courant électrique maintenant le
plasma, selon une onde carrée ou une fonction similaire. Cependant, d'autres formes de décharge luminescente pulsée
sont possibles.
NOTE 2 Les décharges luminescentes pulsées à courant continu et à radiofréquence ont été toutes deux développées.
6.34
source de décharge luminescente assistée par jet
source de décharge luminescente augmentée par jet
〈SDL〉 dispositif de décharge luminescente comprenant un moyen de diriger un jet de gaz plasma à haute
vitesse directement sur la surface de l’échantillon, dans le but d’obtenir des signaux analytiques augmentés
NOTE 1 Cette forme de dispositif de décharge luminescente a été utilisée principalement pour la spectrophotométrie
d'absorption atomique à décharge luminescente. Les jets augmentent l'absorption atomique en facilitant le transport du
matériau pulvérisé de la surface de l’échantillon vers la région de la luminescence négative dans laquelle l'absorption de
la lumière est mesurée.
NOTE 2 Les dispositifs de décharge luminescente augmentée par jet sont peu utilisés pour le profil en profondeur
parce que les cratères formés sur la surface de l’échantillon ne sont généralement pas plats.
6.35
trou
lacune électronique dans un atome, une molécule ou un solide
6.36
état de trou
configuration électronique d'un atome, d'une molécule ou d'un solide contenant un trou
6.37
rapport de faisceau d'ions
〈SDL MS〉 intensité de l'ion de l’analyte divisée par l'intensité de l'ion de la matrice, l'abondance isotopique
ayant été corrigée pour chacun d’eux
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6.38
ionisation, impact électronique
〈SDL〉 ionisation résultant de la collision d'un atome, d'une molécule ou d'un ion avec un électron
− + − +
NOTE 1 Par exemple, M + e → M + e , où M est un ion de métal de transition.
NOTE 2 L'ionisation par impact électronique est possible seulement si l'énergie cinétique du mouvement relatif des
partenaires de collision excède la différence entre (1) le produit de l’amplitude de la charge électronique par le potentiel
d'ionisation de la particule à ioniser, et (2) l'énergie potentielle de cette particule avant la collision.
NOTE 3 Dans une décharge luminescente utilisée pour l'analyse chimique des surfaces, l'ionisation par impact
électronique représente généralement une grande fraction de l'ionisation totale se produisant dans le plasma. Par
conséquent, c'est un mécanisme physique très important pour la spectrométrie de masse à décharge luminescente.
6.39
ionisation, Penning
〈SDL〉 ionisation résultant de la collision avec un atome qui est dans un état électroniquement excité
ms + ms
NOTE 1 Par exemple, Ar + M → Ar + M , où Ar est un atome d'Ar métastable et M est un métal de transition.
NOTE 2 L'ionisation Penning est possible seulement si la somme du potentiel d'excitation de l'atome à l’état excité et de
l'énergie cinétique du mouvement relatif des partenaires de collision excède la différence entre le produit de l’amplitude
de la charge électronique par le potentiel d'ionisation de la particule à ioniser, et l’énergie potentielle de cette particule
avant la collision.
NOTE 3 La probabilité d'ionisation Penning est directement liée à la durée de vie de l’état excité du partenaire de
collision à l'état excité. Pour cette raison, l'ionisation Penning se produit généralement par des collisions avec des
espèces métastables.
NOTE 4 Dans une décharge luminescente utilisée pour l'analyse chimique des surfaces, l'ionisation Penning est
généralement un mécanisme d'ionisation important, du fait que les niveaux d’énergie métastables d'Ar qui est le gaz de
décharge le plus généralement utilisé, se trouvent suffisamment au-dessus des potentiels d'ionisation de la plupart des
analytes atomiques.
6.40
rapport entre masse et charge
〈SDL MS, SIMS〉 masse d'un ion divisée par le nombre d'électrons implantés ou extraits de celui-ci pour
former un ion
6.41
luminescence négative
région de luminescence
〈SDL〉 région d'une décharge luminescente à partir de laquelle la majeure partie de la lumière est émise et de
laquelle les signaux analytiques pour l'analyse chimique des surfaces sont généralement dérivés
cf. couche cathodique, colonne positive et luminescence anodique
6.42
plasma
〈SDL〉 gaz composé d’ions, d’électrons, et de particules neutres
NOTE Les gaz sont faiblement ion
...
Questions, Comments and Discussion
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