ISO 18115:2001/Amd 2:2007
(Amendment)Surface chemical analysis — Vocabulary — Amendment 2
Surface chemical analysis — Vocabulary — Amendment 2
Analyse chimique des surfaces — Vocabulaire — Amendement 2
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 18115
First edition
2001-07-15
AMENDMENT 2
2007-12-15
Surface chemical analysis —
Vocabulary —
AMENDMENT 2
Analyse chimique des surfaces — Vocabulaire —
AMENDEMENT 2
Reference number
ISO 18115:2001/Amd.2:2007(E)
©
ISO 2007
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ISO 18115:2001/Amd.2:2007(E)
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ISO 18115:2001/Amd.2:2007(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
2.1 Abbreviations for analytical techniques. 1
2.2 Abbreviations for scanned probe microscopy . 1
7 Definitions of supplementary terms for surface analysis . 4
8 Definitions of the scanned probe microscopy methods . 16
9 Acronyms and terms for contact mechanics models. 21
10 Terms for scanning probe methods . 22
Alphabetical index of supplementary terms in this Amendment . 42
Alphabetical index of terms in ISO 18115:2001 . 45
Alphabetical index of terms in ISO 18115:2001/Amd.1:2006. 50
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ISO 18115:2001/Amd.2:2007(E)
Foreword
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established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
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Amendment 2 to ISO 18115:2001 was prepared by Technical Committee ISO/TC 201, Surface chemical
analysis, Subcommittee SC 1, Terminology.
iv © ISO 2007 – All rights reserved
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ISO 18115:2001/Amd.2:2007(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 the first amendment,
ISO 18115:2001/Amd.1, five abbreviations and 71 terms were added. Many of these terms covered concepts
in glow discharge analysis. None of the previous terms were changed. In this second amendment, a further
87 terms, many for secondary-ion mass spectrometry, elastic peak electron spectroscopy and reflected
electron energy loss spectroscopy, 76 acronyms for scanned probes, 33 definitions of techniques, six terms
for contact mechanics and 147 terms for concepts in scanned probe analysis are included. Additionally,
term 5.24, “attenuation length”, in ISO 18115:2001 has had a sentence added clarifying Note 2 and term 5.25,
“attenuation length, effective”, has been revised to make it more general. The previous term 5.25 is still valid
as one usage of the revised definition.
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. 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 18115:2001. The terms given here form new
Clauses 7, 8, 9 and 10. An alphabetical index for this Amendment is given after the terms and definitions. The
indexes for ISO 18115:2001 and ISO 18115:2001/Amd.1:2006 are 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.2:2007(E)
Surface chemical analysis — Vocabulary —
AMENDMENT 2
Page 1, following the title to Clause 2
Insert the following subclause title:
2.1 Abbreviations for analytical techniques
Page 2, at the end of the current list of acronyms
Insert the following subclause title and list of abbreviations:
2.2 Abbreviations for scanned probe microscopy
In the list below, note that the final “M” and the final “S”, given as “microscopy” and “spectroscopy”, may also
mean “microscope” or “spectrometer”, respectively, depending on the context. Items defined later, or with key
words defined, are indicated in brackets.
AFM atomic force microscopy (see 8.4)
ANSOM apertureless near-field scanning optical microscopy (see 8.2)
ASNOM apertureless scanning near-field optical microscopy (see 8.2)
BEEM ballistic electron emission microscopy (cf. 10.7)
BEES ballistic electron emission spectroscopy (cf. 10.7)
CAFM conductive atomic force microscopy (see 8.5)
CFM chemical force microscopy (cf. 10.17)
CITS current imaging tunnelling spectroscopy (see 8.6)
DFM dynamic force microscopy (see 8.7)
DMM displacement modulation microscopy
DTM differential tunnelling microscopy
EC-AFM electrochemical atomic force microscopy (see 8.9)
ECFM electrochemical force microscopy
EC-SPM electrochemical scanning probe microscopy
EC-STM electrochemical scanning tunnelling microscopy (see 8.10)
EFM electrostatic force microscopy (see 8.8)
FFM frictional force microscopy (cf. 10.49)
FM-AFM frequency modulation atomic force microscopy (cf. 10.43)
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ISO 18115:2001/Amd.2:2007(E)
FMM force modulation microscopy (cf. 10.43)
FRET fluorescent resonance energy transfer (see 10.42)
FS force spectroscopy
IC intermittent contact (see 10.58)
IETS inelastic electron tunnelling spectroscopy
IFM interfacial force microscopy
KFM Kelvin force microscopy (cf.10.61)
KPM Kelvin probe microscopy (cf.10.61)
LFM lateral force microscopy (cf.10.62)
LFMM lateral force modulation microscopy (cf.10.62)
MDFM magnetic dynamic force microscopy (see 8.11)
MDM microwave dielectric microscopy
MFM magnetic force microscopy (cf. 10.65)
MOKE magneto-optic Kerr effect
MRFM magnetic resonance force microscopy (see 8.12)
MTA micro-thermal analysis
NC-AFM non-contact atomic force microscopy (cf. 10.73)
NIS nano-impedance spectroscopy
NSOM near-field scanning optical microscopy (see 8.13)
PF-AFM pulsed force atomic force microscopy (cf. 10.104)
PFM piezoresponse force microscopy (cf. 10.82)
PSTM photon scanning tunnelling microscopy
PTMS photothermal micro-spectroscopy (see 8.14)
RNSOM reflection near-field scanning optical microscopy
RSNOM reflection scanning near-field optical microscopy (cf. 10.112)
SCM scanning capacitance microscopy (see 8.15)
SCPM scanning chemical potential microscopy (see 8.16)
SECM scanning electrochemical microscopy (see 8.17)
SERRS surface enhanced resonant Raman spectroscopy (see 10.128)
SERS surface enhanced Raman scattering (see 10.126)
SFM scanning force microscopy (see 8.4)
ShFM shear-force microscopy (see 8.29)
SHG second harmonic generation
SHPFM second harmonic piezo force microscopy
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SHPM scanning Hall probe microscopy (see 8.18)
SICM scanning ion conductance microscopy (see 8.19)
SIM scanning impedance microscopy
SKPM scanning Kelvin probe microscopy (cf. 10.61)
SMRM scanning magneto-resistance microscopy (see 8.20)
SMSM scanning Maxwell stress microscopy (see 8.21)
SNDM scanning non-linear dielectric microscopy (see 8.22)
SNOM scanning near-field optical microscopy (see 8.13)
SNTM scanning near-field thermal microscopy
SPM scanning probe microscopy (see 8.23)
SP-STM spin polarized scanning tunnelling microscopy (see 8.30)
SP-STS spin polarized scanning tunnelling spectroscopy (see 8.31)
SRTM spin resolved tunnelling microscopy
SSM scanning superconducting interference device (SQUID) microscopy
SSPM scanning surface potential microscopy (see 8.25)
SSRM scanning spreading resistance microscopy (see 8.24)
STM scanning tunnelling microscopy (see 8.27)
SThM scanning thermal microscopy (see 8.26)
STS scanning tunnelling spectroscopy (see 8.28)
TERS tip enhanced Raman scattering (cf. 10.134)
TNSOM transmission near-field scanning optical microscopy
TSM thermal scanning microscopy (deprecated, see 8.26)
TSNOM transmission scanning near-field optical microscopy
UFM ultrasonic force microscopy (see 8.33)
NOTE KFM is sometimes given as KPFM for Kelvin probe force microscopy, but this practice is deprecated. SMSM is
sometimes given as SMM, but the latter acronym is also used for scanning microwave microscopy and scanning magnetic
microscopy and so should not be used for scanning Maxwell stress microscopy.
Page 7
In Note 2 to term 5.24, attenuation length, insert the following sentence between the existing first and
second sentences: “Nevertheless, for some measurement conditions in AES and XPS, the signal intensity
may depend approximately exponentially on path length, but the exponential constant (the parameter l) will
then normally be different from the corresponding inelastic mean free path.” In addition, change “this” to
“that” in the following sentence so that Note 2 reads:
NOTE 2 For electrons in solids, the behaviour only approximates to an exponential decay due to the effects of
elastic scattering. Nevertheless, for some measurement conditions in AES and XPS, the signal intensity may
depend approximately exponentially on path length, but the exponential constant (the parameter l) will then normally
be different from the corresponding inelastic mean free path. Where that approximation is valid, the term effective
attenuation length is used.
Replace term 5.25, attenuation length, effective, by
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ISO 18115:2001/Amd.2:2007(E)
5.25
attenuation length, effective
〈AES, XPS〉 parameter which, when introduced in place of the inelastic mean free path into an expression
derived for AES and XPS on the assumption that elastic-scattering effects are negligible for a given
quantitative application, will correct that expression for elastic-scattering effects
cf. attenuation length
NOTE 1 The effective attenuation length may have different values for different quantitative applications of AES
and XPS. However, the most common use of effective attenuation length is the determination of overlayer-film
thicknesses from measurement of the changes of substrate Auger-electron or photoelectron signal intensities after
deposition of a film or as a function of emission angle. For emission angles of up to about 60° (with respect to the
surface normal), it is often satisfactory to use a single value of this parameter. For larger emission angles, the
effective attenuation length can depend on this angle.
NOTE 2 Since there are different uses of this term, it is recommended that users specify clearly the particular
application and the definition of the parameter for that application (e.g. by giving an equation or by providing a
reference to a particular source).
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Add the following new Clauses 7 to 10.
7 Definitions of supplementary terms for surface analysis
7.1
atomic mass unit (deprecated)
See Note 3 to “unified atomic mass unit”.
cf. unified atomic mass unit
7.2
analyser blanking
〈SIMS〉 action to prevent secondary ions from travelling through the mass spectrometer and being detected
NOTE This action is usually made by pulsing one of the relevant electrode potentials in time-of-flight mass
spectrometers to deflect ions of a selected mass range in which intense peaks occur, so that those masses are not
detected and thus do not cause unwanted detector saturation.
7.3
angle resolved EPES
AREPES
〈EPES〉 a method involving EPES measurements as a function of the scattering angle
7.4
aperture, contrast
aperture in an ion or electron optical system designed to reduce unwanted background signal
NOTE This aperture may also govern the spatial resolution and other properties of the system.
7.5
background, metastable
〈SIMS〉 intensity in the mass spectrum arising from ions that spontaneously fragment between emission and
detection
NOTE In reflectron time-of-flight mass spectrometers, the decay of metastable ions leads to broad peaks at a mass
dependent on the drift energy and reflector voltage. Good design minimizes these background signals.
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7.6
beam blanking
electrostatic or electromagnetic process designed to prevent any beam particles from impacting the sample
cf. beam bunching, beam chopper
NOTE For pulsed ion beams, the beam is usually deflected into a beam collector from which no particles can reach the
sample and where the process of sputtering causes minimal effect on nearby components of the ion optical system.
Typically, in time-of-flight static SIMS systems, a beam of between 0,2 pA and 2 pA may be on for between 0,6 ns and
30 ns and off for around 100 µs, with 10 000 repetitions per second.
7.7
beam bunching
〈SIMS〉 reduction in the spread of arrival times of an ion pulse by reduction in the speed of the leading ions or
acceleration of those at the trailing edge of the pulse
cf. beam blanking, beam chopper
NOTE This procedure may degrade the optimum focus of the ion beam since different ions experience different fields.
7.8
beam source energy (deprecated)
See ISO 18115:2001, term 5.59, beam energy.
7.9
bond cleavage
bond scission
breakage of a molecular bond
NOTE 1 This breakage may lead to two fragments that may or may not be charged, or to a single rearranged product.
NOTE 2 For α- and β-cleavage, see Reference [7] or [11].
7.10
cationized ion
positively charged ion resulting from a neutral molecule combining with a cation, usually a metal ion
NOTE 1 Cationization with, for instance, Ag leads to high yields of some positive ion fragments or molecular ions. Each
ion has a mass given by the sum of the mass of the parent molecule or fragment and the mass of the added metal atom or
atoms. The Ag may be used either as the substrate upon which the molecules are deposited or in the form of a sub-
monolayer sputtered onto the molecules already on a surface.
+
NOTE 2 NH may be used as well as metals to cationize molecules.
4
7.11
charge compensation (deprecated)
charge stabilization (deprecated)
charge neutralization
7.12
chopper, beam
〈SIMS〉 electrostatic or electromagnetic device used to generate pulses of ions from a continuous ion beam
cf. beam blanking, beam bunching
NOTE The beam chopper may be used to define the pulse length and hence the mass resolution in a time-of-flight mass
spectrometer and it may also be used to select particular ions in a beam that contains more than one species.
7.13
chromatic aberration
non-ideal focus of an electron or ion optical system for electrons or ions of different energies
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ISO 18115:2001/Amd.2:2007(E)
7.14
cluster ion
ion composed of many atoms or chemical species
NOTE 1 The cluster may have a positive or negative charge.
NOTE 2 Cluster ions are used for primary ion sources with enhanced properties over those for monatomic ions.
+ + + + + + + +
Examples of such sources are: Au , Au , Bi , Bi , C , H O (H O) , [Os (CO) ] , SF .
3 5 3 5 60 3 2 n 3 12 5
7.15
cluster SIMS
〈SIMS〉 SIMS but utilizing a primary beam composed of cluster ions
NOTE Cluster ion sources are often used in static SIMS to enhance molecular signals and in dynamic SIMS to
enhance depth resolution.
7.16
cross-section, damage
cross-section for the change in the number of particular entities observed as a result of the bombardment by
defined ions, electrons or photons
NOTE 1 The observed entities may, for example, be specific molecules on a surface, specific observed ion fragments,
atoms in a given chemical state or polymer cross-linking as inferred from spectral data.
NOTE 2 Generally, the larger the entity, the larger the damage cross-section.
NOTE 3 As a result of the break-up of larger entities, the observed entity may increase or decrease in intensity.
NOTE 4 Cross-sections are often expressed as an area per target entity (atom, molecule, etc.) for the relevant process.
NOTE 5 A cross-section of σ per atom for the removal of entities from a given state on a surface will lead to a reduction
dN in the number of N of entities in that state in a time dt given by the relation:
dN = NJσ dt
where J is the primary ion or electron dose rate density.
Integration leads to the relation:
N = N exp(−Jσt)
0
where N is the initial value of N.
0
The observed value of the number of a given entity may also depend on sources creating that entity as discussed in
Note 3.
7.17
cross-section, disappearance
〈SIMS〉 cross-section for the loss of intensity of an ion signal observed as a result of the bombardment by
primary ions
cf. cross-section, damage
NOTE 1 The ion signal used is usually that for a large or characteristic fragment of the molecule such as a cationized,
protonated or deprotonated ion from the molecule at a surface.
NOTE 2 Generally, the larger the molecule, the larger the disappearance cross-section.
7.18
damage limit
particle fluence above which significant changes in the spectrum or in a stated peak, arising from damage
processes, are observed
cf. static limit
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ISO 18115:2001/Amd.2:2007(E)
7.19
daughter ion
electrically charged product formed from a parent ion or neutral entity generally of a larger size
NOTE Formation of the product need not necessarily involve fragmentation. It could, for example, involve a change in
the number of charges carried. Thus, all fragment ions are daughter ions, but not all daughter ions are necessarily
fragment ions.
7.20
dendrimer
molecule comprising a multifunctional core molecule with a dendritic wedge of highly branched monomers
regularly attached to each functional site, leading to a monodisperse, tree-like or generational structure
NOTE Dendrimer synthesis occurs in polymer chemistry and involves stepwise reactions in which the dendrimer is built
up one monomer layer, or generation, at a time. The core molecule is referred to as “generation 0”. Each successive
repeat unit along all branches forms the next generation, “generation 1”, “generation 2”, and so on, until the terminating
generation.
7.21
deprotonated ion
parent molecule or fragment from which a proton has been removed to form a negative ion
7.22
differential electron elastic reflection coefficient
〈EPES〉 ratio, per solid angle, of the number of electrons backscattered quasi-elastically from a solid surface at
a given scattering angle to the number of incident electrons
NOTE The differential elastic reflection coefficient for electrons depends on the atomic composition of the surface layer
of the solid, on the differential elastic scattering cross-sections of the different atoms for electrons, on the
corresponding IMFP, on the energy of the incident electrons and on the scattering geometry.
7.23
dual beam profiling
〈SIMS〉 sputter depth profiling involving two ion guns
NOTE 1 Two similar ion guns may be used in opposite azimuths of the sample to reduce the development of
topography.
NOTE 2 In time-of-flight mass spectrometers, one beam is used with a short on time for the SIMS analysis whilst a
second is used during the period when the first is off and the mass analysis has been completed in each cycle. The
second gun provides the ions for sputter removal of the sample to form the depth profile. This combination allows practical
sputtering rates to be achieved and the profiling to be optimized separately from the optimization for the SIMS analysis.
7.24
efficiency
〈SIMS〉 quotient of the measured yield of an ion species per primary ion and the disappearance
cross-section
7.25
elastic peak
quasi-elastic peak
peak in the electron spectrum, produced by quasi-elastically scattered electrons detected by an electron
spectrometer
cf. elastic peak electron spectroscopy, EPES, recoil effect, reflected electron energy loss
spectroscopy, REELS
NOTE 1 All electrons that are scattered by atoms may be elastically scattered in the centre-of-mass frame, but energy
losses that are typically less than 1 eV may be observed in the laboratory frame. These losses are generally significantly
less than the measured energy width of the electrons in a primary electron beam. Historically, and more generally, the
scattering has been called “elastic”; however, the term quasi-elastic is now often used if the small change in energy that
occurs on scattering is important.
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ISO 18115:2001/Amd.2:2007(E)
NOTE 2 The energy and the energy broadening of the quasi-elastic peak are influenced by the recoil of the scatterer
atoms, the energy distribution of the primary (incident) electrons, the scattering geometry, the acceptance geometry and
the response function of the electron spectrometer. The intensity of the elastic peak depends on the electron differential
elastic scattering cross-section and on the total cross-section for inelastic electron scattering at the particular primary
electron beam energy and in the given scattering geometry, that includes the probability of surface excitations.
7.26
elastic peak electron spectroscopy
EPES
a method in which an electron spectrometer is used to measure the energy, intensity and/or energy
broadening distribution of quasi-elastically scattered electrons from a solid or liquid surface
cf. recoil effect, reflected electron energy loss spectroscopy, REELS
NOTE 1 An electron beam in the energy range 100 eV to 3 keV is often used for this kind of spectroscopy.
NOTE 2 In general, electron sources with energy spreads that are less than 1 eV are required to provide adequate
information.
NOTE 3 EPES is often an auxiliary method of AES and REELS, providing information on the composition of the surface
layer. EPES is suitable for experimental determination of the IMFP, the electron differential elastic scattering
cross-section and the surface excitation parameter.
7.27
energy acceptance window
range of energies accepted by a spectrometer, leading to a detected signal
7.28
enhancement factor
K
n,1
〈SIMS, sputtering〉 ratio of the ion or neutral sputtering yield using a primary ion cluster of n similar atoms to n
times the ion or neutral sputtering yield using a primary ion of one of those atoms where the primary ion
energy per atom is the same in each case
7.29
excited state
state of a system with energy higher than that of the ground state
NOTE This term is generally used to characterize a molecule in one of its electronically excited states, but can also refer
to vibrational and/or rotational excitation in the electronic ground state.
7.30
extraction bias
〈SIMS〉 voltage between the electrodes used to define the extraction field occurring in the period between ion
pulses in the pulsed extraction mode
NOTE 1 This term is used in time-of-flight SIMS instruments.
NOTE 2 The extraction bias may be set to zero or it may be set at a particular value to deflect low-energy electrons to
the sample for charge neutralization or, in dual ion beam systems for depth profiling, to deflect secondary ions
generated by the sputter depth profiling ion gun in order to prevent them from entering the mass spectrometer and
generating background counts.
7.31
extraction field
〈SIMS〉 electric field above the sample, operational during ion emission from the sample
NOTE The extraction field may be pulsed or constant, depending on the type of instrument.
7.32
extractor voltage
〈SIMS〉 voltage, referenced to the sample, of the electrode defining the field above the sample and used to
facilitate the introduction of emitted ions into the mass spectrometer
8 © ISO 2007 – All rights reserved
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ISO 18115:2001/Amd.2:2007(E)
NOTE 1 In the pulsed extraction mode, the extractor voltage will be pulsed to the high value required to extract ions
emitted from the sample by the primary ion pulse for at least the time period necessary for the heaviest ion to pass
through the extractor electrode and will then be reduced to the extraction bias value until the next pulse is required.
NOTE 2 This voltage, together with the separation distance between the sample and the extractor electrode, defines the
extraction field.
7.33
FAB-SIMS
〈SIMS〉 SIMS in which the primary-ion beam is replaced by a fast atom beam
7.34
FIB
focussed ion beam system
ion beam system used for machining small regions with sub-micron precision
NOTE 1 In general, FIBs use an LMIS to generate a finely focussed ion beam with diameters typically in the range 7 nm
to 300 nm and of sufficient flux, typically 4 pA to 20 nA, to machine small items for study by AES, SIMS or TEM in an
economic time. They are also used to manufacture SPM tips, those for AFM having radii down to 2 nm.
NOTE 2 FIB-machined surfaces may have an ion-damaged surface that needs to be removed.
7.35
fragment ion
charged dissociation product arising from ionic fragmentation
[11]
[IUPAC ]
cf. daughter ion, metastable ion
NOTE Fragment ions may dissociate further to form other electrically charg
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 18115
Première édition
2001-07-15
AMENDEMENT 2
2007-12-15
Analyse chimique des surfaces —
Vocabulaire —
AMENDEMENT 2
Surface chemical analysis — Vocabulary —
AMENDMENT 2
Numéro de référence
ISO 18115:2001/Amd.2:2007(F)
©
ISO 2007
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ISO 18115:2001/Amd.2:2007(F)
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ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'ISO à
l'adresse ci-après ou du comité membre de l'ISO dans le pays du demandeur.
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Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
2.1 Abréviations relatives aux techniques d'analyse. 1
2.2 Abréviations relatives aux microscopies par sonde à balayage . 1
7 Définitions de termes supplémentaires relatifs à l'analyse des surfaces. 4
8 Définitions des méthodes de microscopie en champ proche . 17
9 Acronymes et termes relatifs aux modèles de la mécanique des contacts. 23
10 Termes relatifs aux méthodes en champ proche. 24
Index alphabétique des termes supplémentaires définis dans le présent Amendement . 45
Index alphabétique des termes définis dans l'ISO 18115:2001. 48
Index alphabétique des termes supplémentaires définis dans le premier amendement de
l'ISO 18115:2001/Amd.1:2006 . 51
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Avant-propos
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 2 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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Introduction
L'ISO 18115:2001 contient les définitions de 350 termes relatifs à l'analyse chimique des surfaces.
Cependant, de temps en temps, de nouveaux termes requièrent une définition et sont destinés à être intégrés
dans des amendements à l'ISO 18115. Le premier amendement, l'ISO 18115:2001/Amd.1 a ajouté
cinq abréviations et 71 termes. La plupart de ces termes abordent des concepts relatifs à l'analyse à
décharge luminescente. Aucun des précédents termes n'a été modifié. Le présent deuxième amendement
contient les définitions de 87 termes supplémentaires, dont beaucoup portent sur la spectrométrie de masse
des ions secondaires, la spectroscopie d'électrons à pic élastique, la spectroscopie de perte d'énergie
d'électrons réfléchis. Le présent amendement comprend également 76 acronymes relatifs aux sondes à
balayage, 33 définitions de techniques, six termes relatifs à la mécanique de contact et 147 termes portant sur
des concepts liés à l'analyse des sondes à balayage. En outre, le terme 5.24, «longueur d'atténuation», défini
dans l'ISO 18115:2001, s'est vu ajouter une phrase, destinée à clarifier la Note 2. Le terme 5.25, «longueur
d'atténuation effective» est révisé pour le rendre plus général. L'ancien terme 5.25 est toujours valable et
correspond à un usage de la définition révisée.
Le présent Amendement a été préparé conformément aux principes et au style définis dans l'ISO 1087-1,
Travaux terminologiques — Vocabulaire — Partie 1: Théorie et application et dans l'ISO 10241, Normes
terminologiques internationales — Élaboration et présentation. Il convient de noter que, comme dans
l'ISO 18115, un terme indiqué en caractères gras dans une définition ou dans une note est défini dans une
autre entrée. Cependant, le terme apparaît en caractères gras uniquement pour la première occurrence de
chaque entrée. Un terme indiqué en caractères maigres est déconseillé ou inusité. Le terme préféré est
indiqué en caractères gras. Lorsqu'un terme désigne plusieurs concepts, il est nécessaire d'indiquer la
discipline à laquelle appartient chaque concept. La discipline est indiquée en caractères maigres, entre
crochets et sur la même ligne que la définition qu'elle précède.
Les abréviations indiquées dans le présent Amendement s'ajoutent à celles données dans l'Article 2 de
l'ISO 18115:2001. Les termes donnés ici constituent les nouveaux Articles 7, 8, 9 et 10. Un index
alphabétique pour le présent Amendement est fourni après les termes et définitions. Les index de
l'ISO 18115:2001 et de l'ISO 18115:2001/Amd.1:2006 sont fournis immédiatement après cela, par souci de
commodité. Pour faciliter la recherche, il est possible de trouver dans ces index les termes composés à la fois
dans l'ordre naturel des mots et dans l'ordre inverse. Il est recommandé aux utilisateurs à la recherche d'un
terme de consulter ces index en premier.
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Analyse chimique des surfaces — Vocabulaire —
AMENDEMENT 2
Page 1, après le titre de l'Article 2
Ajouter le titre de paragraphe suivant:
2.1 Abréviations relatives aux techniques d'analyse
Page 2, à la fin de la liste en cours des acronymes
Insérer le titre de paragraphe suivant et la liste des abréviations:
2.2 Abréviations relatives aux microscopies par sonde à balayage
Dans la liste ci-dessous, le «M» final et le «S» final correspondent aussi bien à «microscopie» et
«spectroscopie» que «microscope» et «spectromètre», respectivement, selon le contexte. Les articles définis
ultérieurement, ou dont les mots clés sont définis, sont indiqués entre parenthèses.
AFM microscopie à force atomique (voir en 8.4)
ANSOM microscopie optique à balayage en champ proche sans ouverture (voir en 8.2)
ASNOM microscopie optique en champ proche à balayage sans ouverture (voir en 8.2)
BEEM microscopie à émission d'électrons balistiques (cf. 10.7)
BEES spectroscopie d'émission d'électrons balistiques (cf. 10.7)
CAFM microscopie à force atomique en mode conducteur (voir en 8.5)
CFM microscopie à force chimique (cf. 10.17)
CITS spectroscopie de courant tunnel (voir en 8.6)
DFM microscopie à force dynamique (voir en 8.7)
DMM microscopie à modulation de déplacement
DTM microscopie différentielle à effet tunnel
EC-AFM microscopie électrochimique à force atomique (voir en 8.9)
ECFM microscopie à force électrochimique
EC-SPM microscopie électrochimique en champ proche
EC-STM microscopie électrochimique à effet tunnel (voir en 8.10)
EFM microscopie à force électrostatique (voir en 8.8)
FFM microscopie à force de friction (cf. 10.49)
FM-AFM microscopie à force atomique en mode modulation de fréquence (cf. 10.43)
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FMM microscopie à modulation de force (cf. 10.43)
FRET fluorescence de transfert de l'énergie de résonance (voir en 10.42)
FS spectroscopie à force
IC contact intermittent (voir en 10.58)
IETS spectroscopie d'électron inélastique à effet tunnel
IFM microscopie à force interfaciale
KFM microscopie à force Kelvin (cf. 10.61)
KPM microscopie à sonde Kelvin (cf. 10.61)
LFM microscopie à force latérale (cf. 10.62)
LFMM microscopie à modulation de force latérale (cf. 10.62)
MDFM microscopie magnétique à force dynamique (voir en 8.11)
MDM microscopie diélectrique à micro-ondes
MFM microscopie à force magnétique (cf. 10.65)
MOKE effet de Kerr magnéto-optique
MRFM microscopie à force de résonance magnétique (voir en 8.12)
MTA analyse micro-thermique
NC-AFM microscopie à force atomique en mode non-contact (cf. 10.73)
NIS spectroscopie nano-impédance
NSOM microscopie optique en champ proche à balayage (voir en 8.13)
PF-AFM microscopie à force atomique à impulsion (cf. 10.104)
PFM microscopie à force atomique en mode piézoréponse (cf. 10.82)
PSTM microscopie à effet tunnel photonique
PTMS micro-spectroscopie photothermique (voir en 8.14)
RNSOM microscopie optique à balayage en champ proche à réflexion
RSNOM microscopie optique en champ proche à balayage à réflexion (cf. 10.112)
SCM microscopie à capacitance à balayage (voir en 8.15)
SCPM microscopie à potentiel chimique à balayage (voir en 8.16)
SECM microscopie électrochimique à balayage (voir en 8.17)
SERRS spectroscopie Raman exaltée de surface (voir en 10.128)
SERS diffusion Raman exaltée de surface (voir en 10.126)
SFM microscopie à force atomique (voir en 8.4)
ShFM microscopie à force de cisaillement (voir en 8.29)
SHG génération de seconde harmonique
SHPFM microscopie à force piézoélectrique de seconde harmonique
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SHPM microscopie à sonde de Hall (voir en 8.18)
SICM microscopie à conductance ionique (voir en 8.19)
SIM microscopie par impédance
SKPM microscopie à sonde Kelvin (cf. 10.61)
SMRM microscopie à magnétorésistance (voir en 8.20)
SMSM microscopie à contrainte Maxwell (voir en 8.21)
SNDM microscopie diélectrique non linéaire à balayage (voir en 8.22)
SNOM microscopie optique en champ proche à balayage (voir en 8.13)
SNTM microscopie thermique en champ proche à balayage
SPM microscopie en champ proche (voir en 8.23)
SP-STM microscopie tunnel à balayage polarisée en spin (voir en 8.30)
SP-STS spectroscopie tunnel à balayage polarisée en spin (voir en 8.31)
SRTM microscopie tunnel résolue en spin
SSM microscopie à détecteur supraconducteur à interférence (SQUID)
SSPM microscopie à potentiel de surface à balayage (voir en 8.25)
SSRM microscopie à résistance de diffusion à balayage (voir en 8.24)
STM microscopie à effet tunnel à balayage (voir en 8.27)
SThM microscopie thermique à balayage (voir en 8.26)
STS spectroscopie à effet tunnel à balayage (voir en 8.28)
TERS diffusion Raman amplifiée par la pointe (cf. 10.134)
TNSOM microscopie optique à balayage en champ proche en transmission
TSM microscopie à balayage thermique (déconseillé, voir en 8.26)
TSNOM microscopie optique en champ proche à balayage en transmission
UFM microscopie à force ultrasonique (voir en 8.33)
NOTE L'abréviation KPFM est parfois utilisée à la place de KFM pour désigner la microscopie à sonde Kelvin, mais elle
n'est pas recommandée. L'acronyme SMM est parfois utilisé à la place de SMSM mais il se réfère également à la
microscopie à micro-ondes à balayage et à la microscopie à force magnétique à balayage. Par conséquent, il convient de
ne pas l'utiliser pour la microscopie à contrainte Maxwell à balayage.
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Dans la Note 2 relative au terme 5.24, longueur d'atténuation, insérer la phrase suivante entre les première
et deuxième phrases: «Néanmoins, pour certaines conditions de mesure des spectroscopies AES et XPS,
l'intensité du signal peut dépendre, de façon approximativement exponentielle, de la longueur du parcours,
mais la constante exponentielle (le paramètre l) sera alors normalement différente du libre parcours moyen
inélastique correspondant». Puis modifier dans la phrase suivante «cette approximation» par «la première
approximation», de sorte que la Note 2 apparaît comme suit:
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NOTE 2 Pour les électrons présents dans les solides, leur comportement s'approche d'une décroissance exponentielle
due aux effets de la diffusion élastique. Néanmoins, pour certaines conditions de mesure des spectroscopies AES et
XPS, l'intensité du signal peut dépendre, de façon approximativement exponentielle, de la longueur du parcours, mais la
constante exponentielle (le paramètre l) sera alors normalement différente du libre parcours moyen inélastique
correspondant. Lorsque la première approximation est valable, le terme «longueur d'atténuation effective» est
utilisé.
Remplacer le terme 5.25, longueur d'atténuation effective par
5.25
longueur d'atténuation, effective
〈AES, XPS〉 paramètre qui, lorsqu'il remplace le libre parcours moyen inélastique dans une expression
dérivée pour l'AES et l'XPS, en partant du principe que les effets de la diffusion élastique sont négligeables
pour une application quantitative donnée, corrigera les effets de la diffusion élastique dans cette expression
cf. longueur d'atténuation
NOTE 1 La longueur d'atténuation effective peut présenter des valeurs différentes pour différentes applications
quantitatives d'AES et XPS. Cependant, la longueur d'atténuation effective est utilisée le plus souvent pour déterminer les
épaisseurs des films de couche dans les mesures des changements d'intensités de signaux des photoélectrons ou
électrons Auger dans le substrat, après dépôt d'un film ou en fonction de l'angle d'émission. Pour les angles d'émission
jusqu'à 60° environ (par rapport à la normale de la surface), l'utilisation d'une valeur unique de ce paramètre peut souvent
s'avérer satisfaisante. Pour les angles d'émission plus grands, la longueur d'atténuation effective peut dépendre de cet
angle.
NOTE 2 Comme il existe plusieurs utilisations de ce terme, il est recommandé aux utilisateurs d'indiquer clairement
l'application concernée et la définition du paramètre utilisé pour cette application (par exemple en spécifiant une équation
ou en fournissant une référence à une source déterminée).
Page 52
Ajouter les nouveaux Articles 7 à 10 suivants.
7 Définitions de termes supplémentaires relatifs à l'analyse des surfaces
7.1
unité de masse atomique (déconseillé)
Voir la Note 3 de la définition de «unité de masse atomique unifiée»
cf. unité de masse atomique unifiée
7.2
masquage de l'analyseur
〈SIMS〉 opération visant à empêcher le déplacement des ions secondaires à travers le spectromètre de
masse et leur détection
NOTE Cette opération est habituellement réalisée en envoyant une impulsion sur l'un des potentiels d'électrode des
spectromètres de masse à temps de vol, dans le but de dévier les ions d'une certaine gamme en masse présentant des
pics intenses, de sorte que ces masses ne soient pas détectées et ne provoquent donc pas une saturation du détecteur
non souhaitée.
7.3
EPES angulaire
AREPES
〈EPES〉 une méthode impliquant des mesures de spectrométrie EPES effectuées en fonction de l'angle de
diffusion
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7.4
ouverture, contraste
ouverture d'un système optique ionique ou électronique conçue pour réduire le signal de fond non souhaité
NOTE Cette ouverture peut également déterminer la résolution spatiale et d'autres propriétés du système.
7.5
fond continu, métastable
〈SIMS〉 intensité mesurée dans le spectre de masse, produite par des ions qui se fragmentent spontanément
entre l'émission et la détection
NOTE Dans les spectromètres de masse à temps de vol avec réflectron, la désintégration des ions métastables
conduit à des pics larges dans une masse qui dépend de l'énergie de dérive et de la tension du réflecteur. Une
conception correcte de l'appareil réduit au minimum ces signaux de fond.
7.6
masquage du faisceau
processus électrostatique ou électromagnétique visant à empêcher toutes particules du faisceau de toucher
l'échantillon
cf. groupement de faisceau, hacheur de faisceau
NOTE Habituellement, un faisceau d'ions pulsé est dévié vers un collecteur de faisceau duquel aucune particule ne peut
atteindre l'échantillon et dans lequel le processus de pulvérisation a une influence minime sur les composants situés à
proximité du système optique ionique. Spécifiquement, dans les systèmes SIMS statiques à temps de vol, un faisceau
compris entre 0,2 pA et 2 pA peut être actif pendant une période de 0,6 ns à 30 ns et inactif pendant environ 100 µs, avec
10 000 répétitions par seconde.
7.7
groupement de faisceau
〈SIMS〉 réduction de l'étendue des temps d'arrivée d'une impulsion d'ions réalisée en réduisant la vitesse des
ions du front d'attaque ou en accélérant les ions situés dans le front arrière de l'impulsion
cf. masquage du faisceau, hacheur de faisceau
NOTE Cette procédure peut dégrader la focalisation optimale du faisceau ionique étant donné que des ions différents
sont soumis à des champs différents.
7.8
énergie de la source de faisceau (déconseillé)
Voir le terme 5.59, énergie du faisceau, défini dans l'ISO 18115:2001.
7.9
clivage de liaison
scission de liaison
rupture d'une liaison moléculaire
NOTE 1 Cette rupture peut produire deux fragments qui peuvent être chargés ou non, ou un seul produit réarrangé.
NOTE 2 Pour les clivages α et β, voir la Référence [7] ou [11].
7.10
ion cationisé
ion chargé positif provenant d'une molécule neutre combinée à un cation, généralement un ion métallique
NOTE 1 La cationisation avec, par exemple l'Ag, produit des rendements élevés de certains fragments d'ions positifs ou
d'ions moléculaires. Chaque ion présente une masse équivalant à la somme de la masse du fragment ou de la molécule
parent et de la masse du ou des atome(s) métallique(s) ajouté(s). L'Ag peut être utilisé soit comme le substrat sur lequel
sont déposées les molécules, soit sous la forme d'une sous-monocouche pulvérisée sur les molécules déjà présentes sur
une surface.
+
NOTE 2 Le NH peut être utilisé, tout comme des métaux pour cationiser des molécules.
4
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7.11
compensation de charge (déconseillé)
stabilisation de charge (déconseillé)
neutralisation de charge
7.12
hacheur, faisceau
〈SIMS〉 dispositif électrostatique ou électromagnétique utilisé pour générer des impulsions d'ions à partir d'un
faisceau d'ions continu
cf. masquage du faisceau, groupement de faisceau
NOTE Le hacheur de faisceau peut être utilisé pour définir la longueur d'impulsion et, par déduction, la résolution
massique dans un spectromètre de masse à temps de vol. Le hacheur de faisceau permet également de sélectionner des
ions particuliers dans un faisceau qui en contient plusieurs types.
7.13
aberration chromatique
focalisation non idéale d'un système d'optique électronique ou ionique pour des électrons ou des ions
d'énergies différentes
7.14
ion complexe
ion composé de nombreux atomes ou espèces chimiques
NOTE 1 L'ion complexe peut présenter une charge positive ou négative.
NOTE 2 Les ions complexes sont utilisés pour des sources d'ions primaires avec des propriétés exaltées par rapport à
+ + + + + + + +
celles d'ions monoatomiques. Exemples de sources: Au , Au , Bi , Bi , C , H O (H O) , [Os (CO) ] , SF , etc.
3 5 3 5 60 3 2 n 3 12 5
7.15
SIMS complexe
〈SIMS〉 spectrométrie analogue à la SIMS, mais utilisant un faisceau primaire composé d'ions complexes
NOTE Les sources d'ions complexes sont souvent utilisées dans une SIMS statique pour améliorer les signaux
moléculaires et dans une SIMS dynamique pour améliorer la résolution en profondeur.
7.16
section efficace, dommages
section efficace relative au changement du nombre d'entités particulières observé comme le résultat du
bombardement par des ions, des électrons ou des photons définis
NOTE 1 Les entités observées peuvent être, par exemple, des molécules spécifiques sur une surface, des fragments
d'ions spécifiques observés, des atomes dans un état chimique donné ou une réticulation polymère, telle qu'induite par
des données spectrales.
NOTE 2 Généralement, plus l'entité est grande, plus la section efficace de dommages est importante.
NOTE 3 Consécutivement à la fragmentation d'entités plus grandes, l'entité observée peut décroître ou croître en
intensité.
NOTE 4 Les sections efficaces sont souvent exprimées sous la forme d'une surface par entité cible (atome, molécule,
etc.) pour le processus correspondant.
NOTE 5 Une section efficace de σ par atome pour l'élimination de particules d'un état donné sur une surface aboutira à
une réduction dN du nombre de N entités dans cet état à un instant dt donné par la relation:
dN = NJσ dt
où J désigne la densité du taux de dose de l'ion ou de l'électron primaire.
L'intégration aboutit à la relation:
N = N exp(−Jσt)
0
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où N désigne la valeur initiale de N.
0
La valeur correspondant à la quantité observée d'une entité donnée peut également dépendre des sources générant cette
entité, comme indiqué dans la Note 3.
7.17
section efficace, disparition
〈SIMS〉 section efficace de la perte d'intensité d'un signal d'ion observé consécutivement au bombardement
d'ions primaires
cf. section efficace, dommages
NOTE 1 Le signal d'ion utilisé est habituellement celui d'un fragment important ou caractéristique de la molécule, tel
qu'un ion cationisé, protonisé ou déprotonisé de la molécule sur une surface.
NOTE 2 Généralement, plus la molécule est grande, plus la section efficace de disparition est importante.
7.18
limite d'endommagement
fluence de particules au-dessus de laquelle on observe des changements importants dans le spectre ou dans
un pic déterminé, provoqués par les processus d'endommagement
cf. limite statique
7.19
ion fils
produit chargé électriquement, constitué d'un ion parent ou d'une entité neutre généralement plus grand(e)
NOTE La formation du produit n'implique pas nécessairement une fragmentation. Il peut, par exemple, impliquer un
changement dans le nombre de charges transportées. Par conséquent, tous les ions fragmentaires sont des ions fils,
mais tous les ions fils ne sont pas nécessairement des ions fragmentaires.
7.20
dendrimère
molécule constituée d'un cœur central multifonctionnel auquel s'associe un paquet dendritique de monomères
très ramifiés, liés de façon régulière à chaque site fonctionnel pour former une structure monodispersée,
arborescente ou générationnelle
NOTE La synthèse d'un dendrimère se produit dans la chimie des polymères impliquant des réactions successives, dont
chacune produit une couche de monomères, ou génération. La molécule principale est désignée comme la
«génération 0». Chaque unité de répétitions successives de chaque branche forme la génération suivante, la «première
génération», la «deuxième génération», et ainsi de suite jusqu'à la génération finale.
7.21
ion déprotonisé
molécule ou fragment parent duquel on a retiré un proton pour former un ion négatif
7.22
coefficient de réflexion élastique différentiel des électrons
〈EPES〉 rapport, par angle solide, entre le nombre d'électrons rétrodiffusés de façon quasi élastique à partir
d'une surface solide selon un angle de diffusion donné et le nombre d'électrons incidents
NOTE Le coefficient de réflexion élastique différentiel des électrons dépend de la composition atomique de la couche
superficielle du solide, de la section efficace de diffusion élastique différentielle des différents atomes pour les
électrons, de l'IMFP correspondant, de l'énergie des électrons incidents et de la géométrie de la diffusion.
7.23
profilage double faisceau
〈SIMS〉 profilage en profondeur par pulvérisation impliquant deux canons à ions
NOTE 1 Deux canons à ions similaires peuvent être utilisés dans des azimuts opposés de l'échantillon pour réduire le
développement de la topographie.
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NOTE 2 Dans les spectromètres de masse à temps de vol, un faisceau est utilisé avec une durée d'activité courte pour
l'analyse SIMS, tandis qu'un deuxième faisceau est utilisé dans la période d'inactivité du premier et que l'analyse de la
masse a été achevée dans chaque cycle. Le deuxième canon fournit les ions pour l'élimination par pulvérisation de
l'échantillon, pour former le profil en profondeur. Cette combinaison permet d'obtenir des taux de pulvérisation pratiques
et d'optimiser le profil distinctement de l'optimisation de l'analyse SIMS.
7.24
efficacité
〈SIMS〉 quotient du rendement mesuré d'une catégorie d'ions par ion primaire et de la section efficace de
disparition
7.25
pic élastique
pic quasi élastique
pic dans le spectre d'électrons, produit par des électrons diffusés quasi élastiquement et détecté par un
spectromètre d'électrons
cf. spectroscopie d'électrons à pic élastique, EPES, effet de recul, spectroscopie de perte d'énergie
d'électrons réfléchis, REELS
NOTE 1 Tous les électrons diffusés par les atomes peuvent être diffusés élastiquement dans le cadre au centre de la
masse, mais des pertes d'énergie spécifiquement inférieures à 1 eV peuvent être observées dans le cadre de laboratoire.
Ces pertes sont généralement très inférieures à la largeur énergétique des électrons mesurée dans un faisceau
d'électrons primaires. Historiquement, et plus généralement, la diffusion a été qualifiée d'«élastique»; cependant, le terme
«quasi élastique» est aujourd'hui souvent utilisé lorsque la légère modification d'énergie qui se produit lors de la diffusion
est importante.
NOTE 2 L'énergie et l'élargissement énergétique du pic quasi élastique sont influencés par le recul des atomes
diffuseurs, la distribution d'énergie des électrons primaires (incidents), la géométrie de la diffusion, la géométrie
d'acceptance et la réponse du spectromètre d'électrons. L'intensité du pic élastique dépend de la section efficace de
diffusion élastique différentielle des électrons et de la section efficace totale de la diffusion inélastique d'électrons pour
l'énergie du faisceau d'électrons primaires considérée et dans la géométrie de diffusion donnée, qui comprend la
probabilité d'e
...
Questions, Comments and Discussion
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