ISO 17974:2002
(Main)Surface chemical analysis — High-resolution Auger electron spectrometers — Calibration of energy scales for elemental and chemical-state analysis
Surface chemical analysis — High-resolution Auger electron spectrometers — Calibration of energy scales for elemental and chemical-state analysis
ISO 17974:2002 specifies a method for calibrating the kinetic energy scales of Auger electron spectrometers used for elemental and chemical state analysis at surfaces. It also specifies a calibration schedule for testing the kinetic energy scale linearity at one intermediate energy, for confirming the uncertainty of the scale calibration at one low and one high kinetic energy value, for correcting for small drifts of that scale and defining the expanded uncertainty of the calibration of the kinetic energy scale for a confidence level of 95 % (with this uncertainty including contributions for behaviours observed in interlaboratory studies but not covering all possible defects). It is applicable only to those instruments incorporating an ion gun for sputter cleaning. It is not applicable to instruments with kinetic energy scale errors significantly non-linear with energy, those operated at relative resolutions poorer than 0,2 % in the constant delta E/E mode or 1,5 eV in the constant delta E mode, those requiring tolerance limits of plus or minus 0,05 eV or less, nor those with an electron gun that cannot be operated in the energy range 5 keV to 10 keV. It does not provide a full calibration check for confirming the energy measured at each addressable point on the energy scale, this being performed according to the manufacturer's recommendations.
Analyse chimique des surfaces — Spectromètres d'électrons Auger à haute résolution — Étalonnage des échelles d'énergie pour l'analyse élémentaire et de l'état chimique
L'ISO 17974:2002 spécifie un procédé d'étalonnage de l'échelle d'énergie cinétique des spectromètres d'électrons Auger, utilisé pour l'analyse élémentaire et de l'état chimique des surfaces. Elle spécifie également un programme d'étalonnage permettant de tester la linéarité de l'échelle d'énergie cinétique à une énergie intermédiaire, pour confirmer l'incertitude de l'étalonnage de cette échelle à une valeur faible et à une valeur élevée d'énergie cinétique, pour corriger les petites dérives de cette échelle et pour définir l'incertitude globale de l'étalonnage de l'échelle d'énergie cinétique avec un degré de confiance de 95 % (cette incertitude inclut les contributions des comportements observés dans les études entre laboratoires mais ne couvre pas tous les défauts possibles). Elle n'est applicable qu'aux instruments comportant un canon à ions pour le nettoyage par pulvérisation. Elle n'est pas applicable aux instruments ayant des erreurs d'échelle d'énergie cinétique qui sont particulièrement non linéaires en fonction de l'énergie. Elle n'est pas non plus applicable aux instruments fonctionnant à des résolutions relatives inférieures à 0,2 % en mode delta E/E constant, ou à 1,5 eV en mode delta E constant, aux instruments nécessitant des limites de tolérance inférieures ou égales à plus ou moins 0,05 eV, ou aux instruments dont le canon à électrons ne peut pas fonctionner dans la gamme d'énergie allant de 5 keV à 10 keV. Elle ne permet pas une vérification totale de l'étalonnage pour confirmer l'énergie mesurée à chaque point accessible sur l'échelle d'énergie, cet aspect étant effectué conformément aux recommandations du fabricant.
General Information
Buy Standard
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 17974
First edition
2002-10-01
Surface chemical analysis — High-
resolution Auger electron spectrometers —
Calibration of energy scales for elemental
and chemical-state analysis
Analyse chimique des surfaces — Spectromètres d'électrons Auger à
haute résolution — Étalonnage des échelles d'énergie pour l'analyse
élémentaire et de l'état chimique
Reference number
ISO 17974:2002(E)
©
ISO 2002
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 17974:2002(E)
PDF disclaimer
This PDF file may contain embedded typefaces. In accordance with Adobe's licensing policy, this file may be printed or viewed but shall not
be edited unless the typefaces which are embedded are licensed to and installed on the computer performing the editing. In downloading this
file, parties accept therein the responsibility of not infringing Adobe's licensing policy. The ISO Central Secretariat accepts no liability in this
area.
Adobe is a trademark of Adobe Systems Incorporated.
Details of the software products used to create this PDF file can be found in the General Info relative to the file; the PDF-creation parameters
were optimized for printing. Every care has been taken to ensure that the file is suitable for use by ISO member bodies. In the unlikely event
that a problem relating to it is found, please inform the Central Secretariat at the address given below.
© ISO 2002
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic
or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or ISO's member body
in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.ch
Web www.iso.ch
Printed in Switzerland
ii © ISO 2002 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 17974:2002(E)
Contents Page
Foreword . iv
Introduction. v
1 Scope. 1
2 Normative reference. 1
3 Terms and definitions. 1
4 Symbols and abbreviated terms. 2
5 Outline of method. 3
6 Procedure for calibrating the energy scale . 6
6.1 Obtaining reference samples. 6
6.2 Mounting samples. 6
6.3 Cleaning samples. 6
6.4 Choosing spectrometer settings for energy calibration.6
6.5 Operating the instrument . 7
6.6 Options for initial or subsequent calibration measurements. 7
6.7 Measurements for peak kinetic energy repeatability standard deviation and scale linearity. 8
6.8 Calculating peak kinetic energy repeatability standard deviation. 10
6.9 Determining relevant reference kinetic energies. 12
6.10 Checking kinetic energy scale linearity. 13
6.11 Procedure for regular calibration error determination. 14
6.12 Procedures for correction of the instrument kinetic energy scale . 15
6.13 Next calibration . 17
6.14 Establishing calibration intervals. 17
Annex A (normative) Maximum number of points for a single application of Savitzky and Golay
smoothing of peaks at 0,1 eV energy intervals. 19
Annex B (normative) Least squares determination of peak kinetic energy by a simple computational
method. 20
Annex C (informative) Derivation of uncertainties . 23
Annex D (informative) Citation of uncertainties of measured kinetic energies . 25
Bibliography. 27
© ISO 2002 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 17974:2002(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been 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 International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards adopted
by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an 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 International Standard may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 17974 was prepared by Technical Committee ISO/TC 201, Surface chemical analysis, Subcommittee SC 7,
X-ray photoelectron spectroscopy.
iv © ISO 2002 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 17974:2002(E)
Introduction
Auger electron spectroscopy (AES) is used extensively for the surface analysis of materials. Elements in the
sample (with the exception of hydrogen and helium) are identified from comparisons of the kinetic energies of their
Auger electron peaks (determined from the measured spectra) with tabulations of those energies for the different
elements or with handbooks of spectra. Information on the chemical state of such elements can be derived from
the chemical shifts of measured Auger electron features with respect to those for reference states. Identification of
chemical states is based on measurements of chemical shifts with accuracies in the range down to 0,1 eV, making
necessary individual measurements having and reference sources available with, the appropriate accuracies.
Calibrations of the kinetic energy scales of AES instruments are therefore required, often with an uncertainty of
u 0,3 eV.
The method for calibrating kinetic energy scales specified in this International Standard uses metallic samples of
pure copper (Cu), and either aluminium (Al) or gold (Au), and is applicable to Auger electron spectrometers
measuring direct spectra with relative resolutions of 0,2 % or better. It is valid for the kinetic energy range 0 eV to
2 250 eV if gold is used, and 0 eV to 1 550 eV if aluminium is used.
Traditionally, kinetic energies of Auger electrons have been referenced to the vacuum level, and this reference is
still used by many analysts. However, the vacuum level is ill-defined and can vary from instrument to instrument
over a range of 0,5 eV. Although use of the vacuum level reference procedure will generally not cause ambiguity in
elemental identification, it may cause uncertainty in measurements at high resolution relating to chemical states.
Because of this, instruments designed for both Auger electron spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy
reference the kinetic energies to the Fermi level, giving values typically 4,5 eV higher than those referenced to the
vacuum level. For the purposes of this International Standard, the kinetic energies are referenced to the Fermi
level.
[1]
AES instruments calibrated for providing analyses within the scope of ISO 17025 as well as for other purposes
may need a statement of the estimated calibration uncertainty. These instruments are in calibration for kinetic
energy measurements within certain defined tolerance limits ± δ. The value of δ is not defined in this International
Standard since it will depend on the application and design of the AES instrument. The value of δ is selected by the
user, based on experience in the use of this International Standard, the calibration stability of the instrument, the
uncertainty required for kinetic energy measurements in the intended applications of the instrument and the effort
incurred in conducting the calibration. This International Standard provides information by which a suitable value of
δ may be chosen. Typically, δ is W 0,2 eV and greater than about four times the repeatability standard deviation,
σ .
R
For an instrument to be in calibration, the divergence from the reference kinetic energy values plus the expanded
calibration uncertainty for a confidence level of 95 %, when added to the instrumental drift with time, must not
exceed the chosen tolerance limits. Before it becomes likely that the instrument is out of calibration, it needs to be
recalibrated: a calibration measurement made and action taken to reduce the difference between the measured
and reference values. This difference may not necessarily be reduced to zero, but will normally come down to a
small fraction of the tolerance limits required for the analytical work.
This International Standard does not address all possible defects of instruments, since the required tests would be
very time consuming and would need both specialist knowledge and equipment. However, it does address the
basic and common problems in the calibration of the kinetic energy scales of AES instruments.
© ISO 2002 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 17974:2002(E)
Surface chemical analysis — High-resolution Auger electron
spectrometers — Calibration of energy scales for elemental and
chemical-state analysis
1 Scope
This International Standard specifies a method for calibrating the kinetic energy scales of Auger electron
spectrometers used for elemental and chemical state analysis at surfaces. It also specifies a calibration schedule
for testing the kinetic energy scale linearity at one intermediate energy, for confirming the uncertainty of the scale
calibration at one low and one high kinetic energy value, for correcting for small drifts of that scale and for defining
the expanded uncertainty of the calibration of the kinetic energy scale with a confidence level of 95 % (this
uncertainty includes contributions for behaviours observed in interlaboratory studies but does not cover all possible
defects).
It is applicable only to those instruments incorporating an ion gun for sputter cleaning. It is not applicable to
instruments with kinetic energy scale errors significantly non-linear with energy. Neither it is applicable to those
instruments operated at relative resolutions poorer than 0,2 % in the constant ∆E/E mode or 1,5 eV in the constant
∆E mode, those requiring tolerance limits of ± 0,05 eV or less, nor to those with an electron gun that cannot be
operated in the energy range 5 keV to 10 keV. It does not provide a full calibration check for confirming the energy
measured at each addressable point on the energy scale, this being performed according to the manufacturer's
recommendations.
2 Normative reference
The following normative document contains provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this International Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these
publications do not apply. However, parties to agreements based on this International Standard are encouraged to
investigate the possibility of applying the most recent edition of the normative document indicated below. For
undated references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC
maintain registers of currently valid International Standards.
ISO 18115, Surface chemical analysis — Vocabulary
3 Terms and definitions
For the purposes of this International Standard, the terms and definitions given in ISO 18115 apply.
© ISO 2002 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 17974:2002(E)
4 Symbols and abbreviated terms
The following symbols and abbreviated terms are used throughout this International Standard (see also annex B)
AES Auger electron spectroscopy
A Analyser retardation factor
a Measured energy scaling error
b Measured zero offset error, in electronvolts
c Coefficient of R
2
d Coefficient of R
E Corrected result for kinetic energy corresponding to given E , in electronvolts
corr meas
E Kinetic energy of a frequently measured element at which the indicated kinetic energy scale is set, after
elem
calibration, to read correctly, in electronvolts
E A measured kinetic energy, in electronvolts
meas
E Average measured kinetic energy for peak n, in electronvolts
meas,n
E One of a set of measurements of kinetic energy for peak n, in electronvolts
meas,ni
E Reference values for position of peak n on kinetic energy scale, in electronvolts
ref,n
o
E Reference kinetic energy of peak n
ref,n
FWHM Full width at half maximum peak intensity above background, in electronvolts
i Index of spectrum for the seven repeat measurements of a peak
j Number of repeat measurements for new peak
k Number of repeat measurements for Cu M VV, Cu L VV, and Au M M N or Al KL L peaks in
2,3 3 5 6,7 6,7 2,3 2,3
repeatability and linearity determinations
m Number of repeat measurements for Cu M VV and Au M N N or Al KL L peaks in regular
2,3 5 6,7 6,7 2,3 2,3
calibrations
n Designation of peak identifier
R Relative resolution of a spectrometer, expressed as percentage
t Student's t values for x degrees of freedom of two-sided distribution for confidence level of 95 %
x
U Total uncertainty of calibrated energy scale at confidence level of 95 %, in electronvolts
95
c
U (E) Uncertainty at confidence level of 95 % arising from calibration using Cu M VV and Au M N N or Al
95 2,3 5 6,7 6,7
KL L peaks at kinetic energy, E, assuming perfect scale linearity, in electronvolts
2,3 2,3
l
U Uncertainty of ε at confidence level of 95 %, in electronvolts
95 2
cl
U Uncertainty of calibration at confidence level of 95 %, in the absence of a linearity error
95
∆ Offset energy, given by average measured kinetic energy for calibration peak minus reference kinetic
n
energy, in electronvolts, for n = 1, 2, 3, 4
∆E Correction added to E after calibration to provide corrected kinetic energy result
corr meas
∆φ Average of ∆ and ∆
1 4
2 © ISO 2002 – All rights reserved
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 17974:2002(E)
δ Value for tolerance limit of energy calibration at confidence level of 95 % (set by the analyst), in
electronvolts
ε Measured scale linearity error at Cu L VV peak, in electronvolts
2 3
σ Maximum of σ , σ , and σ or σ
R R1 R2 R3 R4
σ Repeatability standard deviation for nth peak
Rn
σ Repeatability standard deviation for new peak, in electronvolts
Rnew
See annex B for a list of symbols used only in that annex.
5 Outline of method
Calibration of an Auger electron spectrometer using this International Standard is performed by obtaining and
preparing copper and gold or aluminium reference foils in order to measure the kinetic energies of selected Auger
electron peaks. These reference materials are chosen as they provide Auger electron peaks near the high and low
kinetic energy limits used in practical analysis. For kinetic energy scale linearity tests, an intermediate energy peak
is used. These peaks are well established for this purpose and the relevant reference data exist.
See Figure 1 for a flowchart showing the general structure of the work and the sequence of procedures.
The initial steps are given in 6.1 to 6.5. For the first calibration it is assumed that there has been no
characterization of the spectrometer behaviour for the chosen instrument settings. Thus, in accordance with 6.7,
measurements are made of the kinetic energies of the Cu M VV and Cu L VV, and either Au M N N or Al
2,3 3 5 6,7 6,7
KL L , peaks in a sequence repeated seven times. These data give the repeatability standard deviation, σ , of
2,3 2,3 R
the kinetic energy of a peak. This repeatability has contributions from the stability of the spectrometer electronic
supplies, from the sensitivity of the measured peak energy to the sample position and from the statistical noise at
the peak. In the procedure, conditions are defined to ensure that the statistical noise is relatively small. The other
two contributions may vary with the measured kinetic energy, and so σ is defined as the greatest of the values
R
obtained for the three peaks used. The value of σ may depend on the sample positioning procedure. In 6.7.1, the
R
use of a consistent sample positioning procedure is required and the final calibration is only valid for samples
positioned using this positioning procedure.
The Au M N N peak is weak, especially at 5 keV beam energy, and reference values for the peak energy are
5 6,7 6,7
available only for incident beam energies of 5 keV and 10 keV. Thus, for instruments in which the signal-to-noise
ratio is poor, or which cannot scan above 2 000 eV kinetic energy or do not operate at 5 keV or 10 keV beam
energies, the Al KL L peak is available as an alternative. Using the Au M N N peak allows the calibration
2,3 2,3 5 6,7 6,7
to cover the kinetic energy scale from 0 eV to 2 250 eV, whereas with Al KL L the upper limit is restricted to
2,3 2,3
1 550 eV.
Studies of spectrometers show that, in general, any measured error in the peak energies varies approximately
linearly with the peak kinetic energy. The equations presented in this International Standard are valid only for this
most common situation and are based on the principle that the difference between the measured kinetic energies
and the reference kinetic energies are both small and are linearly, or close to linearly, dependent on the kinetic
energy. This linearity may fail if the instrument is defective and so a test is specified in 6.7 and 6.10 for confirming
the closeness to linearity at an intermediate energy. For convenience, this test involves the Cu L VV peak.
3
If the linearity test is adequate, an energy scale correction may be derived using the simple regular calibration
procedure given in 6.11. Exactly how the kinetic energy scale is corrected depends on practical details of the
instrument being calibrated and so a number of strategies are given in 6.12. The analyst also needs to consider the
uncertainty with which the peak kinetic energies need to be measured. Table 1 shows values of some of the typical
parameters, defined in this International Standard, which lead to illustrative tolerance limits of ± 0,2 eV and ± 0,3 eV
at a confidence level of 95 %. Note the importance of the allowable drift between calibrations in Table 1. Thus, as
shown in Figure 1, the calibration interval is determined from measurements of the instrument drift as given in 6.14.
The regular calibration is then made at the appropriate calibration interval to maintain the instrument kinetic energy
scale within the required tolerance limits.
© ISO 2002 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 17974:2002(E)
NOTE The numbers refer to the corresponding subclauses of this International Standard.
Figure 1 — Flowchart of sequence of operations of method
4 © ISO 2002 – All rights reserved
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 17974:2002(E)
Table 1 — Illustrative contributions to error budget for kinetic energy scale calibration
Examples
Calculated
Item Symbol Comment
If high accuracy If lower accuracy
from
required required
Tolerance limits, eV User's choice
dictated by accuracy
required and number
± δ User's choice ± 0,2 ± 0,3
of spectra there is
time to acquire in
regular calibrations
Repeatability standard Characteristic of
deviation, eV spectrometer
σ
Equation (1) 0,050 0,050
R
measured at first
calibration (see 6.7)
Number of times, each
User's choice
m
pair of spectra is m = 1 m = 2 m = 1 m = 2
m = 1 or 2
acquired
Uncertainty of
Equation (12)
cl
calibration 0,185 0,130 0,185 0,130
U
95
or (13)
measurements, eV
Measure of scale non- Characteristic of
linearity, eV Equation (5) spectrometer
0,050 0,050 0,050 0,050
ε
2
or (6) measured at first
calibration (see 6.7)
Uncertainty of energy
U
scale after calibration, Equation (11) 0,192 0,139 0,192 0,139
95
eV
Maximum allowable Define drift allowable
drift between before danger of
± (δ − U )
δ and U ± 0,008 ± 0,061 ± 0,108 ± 0,161
95 95
calibrations, eV exceeding the
chosen limits ± δ eV
Maximum calibration Choose convenient
interval (for an interval below this
illustrative instrument maximum, and less
— See 6.14 0,3 2,4 4,3 6,4
that exhibits a steady than four months,
drift rate of 0,025 eV with safety margin for
per month), months any erratic behaviour
Choice of calibration User's choice,
interval, months based on Option
— 1 3 4
observed drift impractical
behaviour
NOTE The uncertainties are for a confidence level of 95 %. The examples illustrate the effect of user choices on the uncertainty of
calibration and the required interval between recalibrations.
In this International Standard, measurements are given to establish the uncertainty of the calibration at a
confidence level of 95 %, directly after the calibration. The error of the kinetic energy scale will generally increase
with time and, during the interval between calibrations, must not exceed the tolerance limits of ± δ chosen by the
analyst to define the quality of their measurements. Completing a table such as in Table 1 will assist the user in
defining a suitable value for δ. If the user has little or no idea of the capability of his or her instrument, if the
manufacturer's data give no assistance and if there is no clear idea of the requirements, start with Table 1 with δ
set at 0,2 eV. Go through the procedure specified, filling in the rows, and finally check if this value of δ is feasible
for the instrument being used. If not, review the operating procedures and either reduce one or more of the terms
contributing to U or increase the value of δ to one that is acceptable.
95
© ISO 2002 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 17974:2002(E)
It is important to note that δ is the tolerance limit for the accuracy of the calibration of the instrumental energy scale.
Subsequent energy measurements can have uncertainties greater than δ as a result of peak breadth, poor
counting statistics, peak synthesis or charging effects. For guidance on reporting the uncertainty of subsequent
measurements, see annex D.
6 Procedure for calibrating the energy scale
6.1 Obtaining reference samples
For the calibration of Auger electron spectrometers able to scan to at least 2 050 eV and with beam energies of
5 keV or 10 keV available, use samples of Cu and of Au. For other instruments use Cu and Al. The samples shall
be polycrystalline and of at least 99,8 % purity metals which, for convenience, are usually in the form of foils
typically of an area 10 mm by 10 mm and 0,1 to 0,2 mm thick.
If the samples appear to need cleaning, a short dip in 1 % nitric acid may be used for Cu with subsequent rinsing in
distilled water. If the Cu sample has been stored in the air for more than a few days, the dip in nitric acid will make
the sample cleaning (see 6.3) much easier.
6.2 Mounting samples
Mount the samples of Cu and Au or Al on the sample holder or on separate sample holders, as appropriate, using
fixing screws or other metallic means to ensure electrical contact: do not use double-sided adhesive tape.
6.3 Cleaning samples
Achieve ultra-high vacuum and clean the samples by ion sputtering to reduce the contamination until the heights of
the oxygen and carbon Auger electron peaks are each less than 2 % of the height of the most intense metal peak
in each survey spectrum. Record a survey (widescan) spectrum for each of the samples to ensure that the only
significant peaks are those of the required pure elements. The quality of vacuum necessary here is such that the
oxygen and carbon peak heights shall not exceed 3 % of the heights of the most intense metal peaks by the
completion of the procedure in accordance with 6.11 or at the end of the working day, whichever is the earlier.
All relevant procedures of this International Standard should be completed in one working day. If more than one
day is required, the cleanness of the samples shall be confirmed at the start of each day's work.
NOTE 1 Inert gas ion sputtering conditions that have been found suitable for cleaning are 1 min of a 30 µA beam of 5 keV
2
argon ions covering 1 cm of the sample.
NOTE 2 Contamination effects are generally least for Au and greatest for Al.
See Figure 2 for example AES survey spectra.
6.4 Choosing spectrometer settings for energy calibration
Choose the combination of spectrometer operating settings for which the energy calibration is required. Repeat the
calibration procedure in accordance with 6.4 to 6.14 for each combination of analyser settings of pass energy,
retardation ratio, slits, lens settings etc., for which a calibration is required. Record the values of these settings in
the spectrometer calibration log.
NOTE The designs of spectrometers and their circuits vary and a spectrometer calibration made for one combination of
lens settings, slits and pass energy will not necessarily be valid for any other combination of lens settings, slits and pass energy.
Many spectroscopists make measurements under one optimum combination of analyser settings so that only this combination
of settings needs calibration. Any calibration made is only valid for the combination of settings used.
6 © ISO 2002 – All rights reserved
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 17974:2002(E)
Figure 2 — Widescan (survey) direct spectra for clean Cu, Au and Al measured in constant ∆E/E mode
6.5 Operating the instrument
[3] [3, 4]
6.5.1 IMPORTANT — High counting rates or incorrect detector voltages can cause peak
distortions leading to erroneous peak energy assignments.
Set the electron beam energy to 5 keV or 10 keV when using the Au sample, and in the range 5 keV to 10 keV if Al
is used. Operate the instrument in accordance with the manufacturer's documented instructions or local
documented procedure. The instrument shall have fully cooled following any bakeout. Ensure that the operation is
within the manufacturer's recommended ranges for cathode emission, counting rates, spectrometer scan rate and
any other parameter specified by the manufacturer. Check that the detector multiplier settings are correctly
adjusted. For multidetector systems ensure that any necessary optimizations or checks described by the
manufacturer are conducted prior to this calibration.
NOTE Many manufacturers recommend that the control and high voltage electronics be switched on for at least 4 h before
conducting any work where accurate energy referencing is important.
6.6 Options for initial or subsequent calibration measurements
In order to maintain the kinetic energy scale of an instrument in calibration, th
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 17974
Première édition
2002-10-01
Analyse chimique des surfaces —
Spectromètres d'électrons Auger à haute
résolution — Étalonnage des échelles
d'énergie pour l'analyse élémentaire et de
l'état chimique
Surface chemical analysis — High-resolution Auger electron
spectrometers — Calibration of energy scales for elemental and
chemical-state analysis
Numéro de référence
ISO 17974:2002(F)
©
ISO 2002
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 17974:2002(F)
PDF – Exonération de responsabilité
Le présent fichier PDF peut contenir des polices de caractères intégrées. Conformément aux conditions de licence d'Adobe, ce fichier
peut être imprimé ou visualisé, mais ne doit pas être modifié à moins que l'ordinateur employé à cet effet ne bénéficie d'une licence
autorisant l'utilisation de ces polices et que celles-ci y soient installées. Lors du téléchargement de ce fichier, les parties concernées
acceptent de fait la responsabilité de ne pas enfreindre les conditions de licence d'Adobe. Le Secrétariat central de l'ISO décline toute
responsabilité en la matière.
Adobe est une marque déposée d'Adobe Systems Incorporated.
Les détails relatifs aux produits logiciels utilisés pour la création du présent fichier PDF sont disponibles dans la rubrique General Info
du fichier; les paramètres de création PDF ont été optimisés pour l'impression. Toutes les mesures ont été prises pour garantir
l'exploitation de ce fichier par les comités membres de l'ISO. Dans le cas peu probable où surviendrait un problème d'utilisation,
veuillez en informer le Secrétariat central à l'adresse donnée ci-dessous.
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2002
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous
quelque forme que 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.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Version française parue en 2008
Publié en Suisse
ii © ISO 2002 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 17974:2002(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions. 1
4 Symboles et termes abrégés . 1
5 Aperçu de la méthode . 3
6 Méthode d'étalonnage de l'échelle d'énergie.6
6.1 Obtention des échantillons de référence . 6
6.2 Montage des échantillons. 6
6.3 Nettoyage des échantillons . 6
6.4 Choix des réglages du spectromètre pour l'étalonnage d'énergie . 7
6.5 Fonctionnement de l'instrument . 8
6.6 Options pour des mesures d'étalonnage initiales ou ultérieures. 8
6.7 Mesures de l'écart-type de répétabilité de l'énergie cinétique du pic et de la linéarité de
l'échelle . 8
6.8 Calcul de l'écart-type de répétabilité de l'énergie cinétique de pic. 10
6.9 Détermination des énergies cinétiques de référence appropriées . 13
6.10 Vérification de la linéarité de l'échelle d'énergie cinétique. 14
6.11 Méthode de détermination de l'erreur d'étalonnage courant . 15
6.12 Modes opératoires pour la correction de l'échelle d'énergie cinétique de l'instrument . 16
6.13 Étalonnage suivant. 18
6.14 Détermination de l'intervalle d'étalonnage. 19
Annexe A (normative) Nombre maximal de points pour une application unique de lissage des
pics de Savitzky et Golay à des intervalles d'énergie de 0,1 eV. 20
Annexe B (normative) Détermination de l'énergie cinétique de pic par la méthode des moindres
carrés, par une méthode de calcul simple . 21
Annexe C (informative) Dérivation des incertitudes. 24
Annexe D (informative) Indication des incertitudes d'étalonnage des énergies cinétiques
mesurées . 26
Bibliographie . 28
© ISO 2002 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 17974:2002(F)
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 3.
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 de la présente Norme internationale 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'ISO 17974 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 201, Analyse chimique des surfaces, sous-comité
SC 7, Spectroscopie de photo-électrons.
iv © ISO 2002 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 17974:2002(F)
Introduction
La spectroscopie des électrons Auger (AES) est largement utilisée pour l'analyse des surfaces des matériaux.
Les éléments de l'échantillon (excepté l'hydrogène et l'hélium) sont identifiés à partir de comparaisons des
énergies cinétiques de leurs pics Auger (déterminées à partir des spectres mesurés) avec des tables de ces
énergies pour les différents éléments ou avec des livrets de spectres de référence. Des informations sur l'état
chimique de tels éléments peuvent être obtenues à partir des déplacements chimiques des caractéristiques
mesurées des électrons Auger par rapport à ceux des états de référence. L'identification des états chimiques
repose sur les mesures des déplacements chimiques avec des exactitudes pouvant atteindre jusqu'à 0,1 eV,
ce qui rend nécessaires des mesures individuelles ayant les exactitudes appropriées, et des sources de
référence disponibles avec les exactitudes appropriées. Des étalonnages des échelles d'énergie cinétique
des instruments AES sont par conséquent requis, souvent avec une incertitude u 0,3 eV.
Le procédé d'étalonnage des échelles d'énergie cinétique indiquée dans la présente Norme internationale
utilise des échantillons métalliques de cuivre pur (Cu), et soit d'aluminium (Al) soit d'or (Au), et est applicable
aux spectromètres d'électrons Auger qui mesurent des spectres directs avec une résolution relative de 0,2 %
ou meilleure. Ce procédé est valable pour une gamme d'énergie cinétique allant de 0 eV à 2 250 eV si on
utilise l'or, et de 0 eV à 1 550 eV si on utilise l'aluminium.
Traditionnellement, les énergies cinétiques des électrons Auger étaient référencées par rapport au niveau de
vide, et cette référence est encore utilisée par beaucoup d'analystes. Cependant, le niveau de vide est mal
défini et peut varier de 0,5 eV d'un instrument à l'autre. Bien que l'utilisation de la méthode de référence du
niveau de vide n'entraîne généralement pas d'ambiguïté pour l'identification des éléments, elle peut
engendrer une incertitude des mesures à haute résolution associée aux états chimiques. Pour cette raison,
les instruments conçus à la fois pour la spectroscopie des électrons Auger et pour la spectroscopie de
photo-électrons référencent les énergies cinétiques par rapport au niveau de Fermi, ce qui donne des valeurs
qui sont en général supérieures de 4,5 eV à celles qui sont obtenues par rapport au niveau de vide. Pour les
besoins de la présente Norme internationale, les énergies cinétiques sont référencées par rapport au niveau
de Fermi.
[1]
Les instruments AES étalonnés pour fournir des analyses relevant du domaine de l'ISO 17025 ainsi qu'à
d'autres fins peuvent nécessiter une indication de l'incertitude estimée de l'étalonnage. Ces instruments sont
étalonnés pour des mesures d'énergie cinétique dans certaines limites de tolérance définies ± δ. La valeur de
δ n'est pas définie dans la présente Norme internationale dans la mesure où elle dépend de l'application et de
la conception de l'instrument AES. La valeur de δ est choisie par l'utilisateur, sur la base de son expérience de
l'utilisation de la présente Norme internationale, de la stabilité de l'étalonnage de l'instrument, de l'incertitude
requise pour les mesures d'énergie cinétique dans les applications envisagées de l'instrument et de l'effort
déployé pour réaliser l'étalonnage. La présente Norme internationale fournit les informations permettant de
choisir une valeur appropriée de δ. Généralement, δ est W 0,2 eV et supérieur d'environ quatre fois l'écart-type
de répétabilité, σ .
R
Pour qu'un instrument soit étalonné, la variation par rapport aux valeurs de référence de l'énergie cinétique à
laquelle s'ajoute l'incertitude globale d'étalonnage pour un degré de confiance de 95 %, plus la dérive de
l'instrument avec le temps, ne doivent pas dépasser les limites de tolérance choisies. Avant que l'instrument
devienne susceptible de ne plus être étalonné, il doit être étalonné de nouveau: une mesure d'étalonnage doit
être réalisée et une intervention doit être effectuée pour réduire la différence entre les valeurs mesurées et les
valeurs de référence. Il n'est pas nécessaire de réduire cette différence à zéro, mais elle doit généralement
être réduite à une faible fraction des limites de tolérance requises pour le travail analytique.
La présente Norme internationale n'aborde pas les éventuels défauts des instruments, dans la mesure où les
essais requis prendraient beaucoup de temps et nécessiteraient à la fois les connaissances d'un spécialiste et
un équipement particulier. Cependant, elle aborde les problèmes essentiels et courants rencontrés lors de
l'étalonnage des échelles d'énergie cinétique des instruments AES.
© ISO 2002 – Tous droits réservés v
---------------------- Page: 5 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 17974:2002(F)
Analyse chimique des surfaces — Spectromètres d'électrons
Auger à haute résolution — Étalonnage des échelles d'énergie
pour l'analyse élémentaire et de l'état chimique
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie un procédé d'étalonnage de l'échelle d'énergie cinétique des
spectromètres d'électrons Auger, utilisé pour l'analyse élémentaire et de l'état chimique des surfaces. Elle
spécifie également un programme d'étalonnage permettant de tester la linéarité de l'échelle d'énergie
cinétique à une énergie intermédiaire, pour confirmer l'incertitude de l'étalonnage de cette échelle à une
valeur faible et à une valeur élevée d'énergie cinétique, pour corriger les petites dérives de cette échelle et
pour définir l'incertitude globale de l'étalonnage de l'échelle d'énergie cinétique avec un degré de confiance de
95 % (cette incertitude inclut les contributions des comportements observés dans les études inter-laboratoires
mais ne couvre pas tous les défauts possibles).
Elle n'est applicable qu'aux instruments comportant un canon à ions pour le nettoyage par pulvérisation. Elle
n'est pas applicable aux instruments ayant des erreurs d'échelle d'énergie cinétique qui sont particulièrement
non linéaires en fonction de l'énergie. Elle n'est pas non plus applicable aux instruments fonctionnant à des
résolutions relatives inférieures à 0,2 % en mode ∆E/E constant, ou à 1,5 eV en mode ∆E constant, aux
instruments nécessitant des limites de tolérance inférieures ou égales à ± 0,05 eV, ou aux instruments dont le
canon à électrons ne peut pas fonctionner dans la gamme d'énergie allant de 5 keV à 10 keV. Elle ne permet
pas une vérification totale de l'étalonnage pour confirmer l'énergie mesurée à chaque point accessible sur
l'échelle d'énergie, cet aspect étant effectué conformément aux recommandations du fabricant.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s'appliquent pas. Toutefois, les parties
prenantes aux accords fondés sur la présente Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité
d'appliquer les éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non
datées, la dernière édition du document normatif en référence s'applique. Les membres de l'ISO et de la CEI
possèdent le registre des Normes internationales en vigueur.
ISO 18115, Analyse chimique des surfaces — Vocabulaire
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les termes et définitions donnés dans l'ISO 18115
s'appliquent.
4 Symboles et termes abrégés
Les symboles et termes abrégés suivants sont utilisés tout au long de la présente Norme internationale
(voir également l'Annexe B).
AES Spectroscopie des électrons Auger
A Potentiel retard de l'analyseur
a Erreur mesurée de mise à l'échelle de l'énergie
© ISO 2002 – Tous droits réservés 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 17974:2002(F)
b Erreur mesurée du décalage par rapport à zéro, en électronvolts
c Coefficient de R
2
d Coefficient de R
E Résultat corrigé pour l'énergie cinétique correspondant à une valeur E donnée, en électronvolts
corr meas
E Énergie cinétique d'un élément fréquemment mesuré pour lequel l'échelle d'énergie cinétique
elem
indiquée est fixée, après étalonnage, afin de permettre une lecture correcte, en électronvolts
E Énergie cinétique mesurée, en électronvolts
meas
E Énergie cinétique moyenne mesurée pour le pic n, en électronvolts
meas,n
E Une mesure d'un ensemble de mesures d'énergie cinétique pour le pic n, en électronvolts
meas,ni
E Valeurs de référence pour la position du pic n sur l'échelle d'énergie cinétique, en électronvolts
ref,n
o
E Énergie cinétique de référence du pic n
ref,n
FWHM Intensité du pic à la largeur à mi-hauteur au-dessus du bruit de fond, en électronvolts
i Indice du spectre pour les sept mesures répétées d'un pic
j Nombre de mesures répétées pour un nouveau pic
k Nombre de mesures répétées pour les pics de Cu M VV, Cu L VV et Au M M N ou
2,3 3 5 6,7 6,7
Al KL L dans les déterminations de la répétabilité et de la linéarité
2,3 2,3
m Nombre de mesures répétées pour les pics de Cu M VV et Au M N N ou Al KL L dans
2,3 5 6,7 6,7 2,3 2,3
les étalonnages courants
n Désignation de l'identificateur d'un pic
R Résolution relative d'un spectromètre, exprimée en pourcentage
t Valeurs du coefficient t de Student pour x degrés de liberté d'une loi binomiale pour un degré de
x
confiance de 95 %
U Incertitude totale de l'échelle d'énergie étalonnée à un degré de confiance de 95 %, en électronvolts
95
c
U (E) Incertitude à un degré de confiance de 95 % résultant de l'étalonnage en utilisant les pics de
95
Cu M VV et Au M N N ou Al KL L à une énergie cinétique, E, en supposant une linéarité
2,3 5 6,7 6,7 2,3 2,3
parfaite de l'échelle, en électronvolts
l
U Incertitude de ε à un degré de confiance de 95 %, en électronvolts
95 2
cl
U Incertitude de l'étalonnage à un degré de confiance de 95 %, en l'absence d'erreur de linéarité
95
∆ Décalage en énergie, donnée par soustraction de l'énergie cinétique de référence à l'énergie
n
cinétique moyenne mesurée pour le pic d'étalonnage, en électronvolts, pour n = 1, 2, 3, 4
∆E Correction ajoutée à E après l'étalonnage pour fournir un résultat corrigé de l'énergie cinétique
corr meas
∆φ Moyenne de ∆ et ∆
1 4
δ Valeur de la limite de tolérance de l'étalonnage d'énergie à un degré de confiance de 95 % (fixé par
l'analyste), en électronvolts
ε Erreur mesurée de la linéarité de l'échelle au pic de Cu L VV, en électronvolts
2 3
σ Maximum de σ , σ , et σ ou σ
R R1 R2 R3 R4
ième
σ Écart-type de répétabilité pour le n pic
Rn
σ Écart-type de répétabilité pour un nouveau pic, en électronvolts
Rnew
Voir l'Annexe B pour une liste des symboles utilisés uniquement dans cette annexe.
2 © ISO 2002 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 17974:2002(F)
5 Aperçu de la méthode
L'étalonnage d'un spectromètre Auger au moyen de la présente Norme internationale est effectué sur des
feuilles de cuivre et d'or ou d'aluminium de référence, préparées de manière à mesurer les énergies
cinétiques de pics Auger choisis. Ces matériaux de référence sont choisis car ils fournissent des pics Auger
proches des limites supérieure et inférieure d'énergie cinétique utilisées dans l'analyse pratique. Pour les
essais de linéarité de l'échelle d'énergie cinétique, un pic d'énergie intermédiaire est utilisé. Ces pics sont bien
adaptés à cette fin et il existe des données de référence appropriées.
Voir la Figure 1 relative à un organigramme représentant la structure générale du travail et la séquence des
méthodes.
Les étapes initiales sont données en 6.1 à 6.5. Pour le premier étalonnage, on suppose qu'aucune
caractérisation du comportement du spectromètre n'a été effectuée pour les réglages de l'instrument choisis.
Ainsi, conformément à 6.7, des mesures des énergies cinétiques des pics de Cu M VV et Cu L VV, et soit
2,3 3
Au M N N soit Al KL L , sont effectuées en une séquence répétée sept fois. Ces données fournissent
5 6,7 6,7 2,3 2,3
l'écart-type de répétabilité, σ , de l'énergie cinétique d'un pic. Cette répétabilité tient compte de la stabilité de
R
l'alimentation électronique du spectromètre, de la sensibilité du pic mesuré à la position de l'échantillon et du
bruit statistique au niveau du pic. Dans cette méthode, les conditions sont définies pour garantir que le bruit
statistique est relativement faible. Les deux autres contributions peuvent varier selon l'énergie cinétique
mesurée, et σ est ainsi défini par la plus élevée des valeurs obtenues pour les trois pics utilisés. La valeur de
R
σ peut dépendre de la méthode de positionnement de l'échantillon. En 6.7.1, l'utilisation d'une méthode
R
acceptable de positionnement de l'échantillon est requise et l'étalonnage final est valable uniquement pour
des échantillons positionnés en utilisant cette méthode de positionnement.
Le pic de Au M N N est faible, en particulier à une énergie de faisceau de 5 keV, et les valeurs de
5 6,7 6,7
référence de l'énergie de pic sont disponibles uniquement pour des énergies de faisceau incident de 5 keV et
de 10 keV. Ainsi, pour des instruments dont le rapport signal/bruit est faible, ou qui ne peuvent pas balayer
au-dessus d'une énergie cinétique de 2 000 eV ou qui ne fonctionnent pas à des énergies de faisceau de
5 keV ou de 10 keV, le pic de Al KL L constitue une autre alternative. L'utilisation du pic de Au M N N
2,3 2,3 5 6,7 6,7
permet que l'étalonnage couvre une gamme d'échelle d'énergie cinétique allant de 0 eV à 2 250 eV, tandis
qu'avec Al KL L la limite supérieure est de 1 550 eV.
2,3 2,3
Les études des spectromètres démontrent qu'en général, une quelconque erreur mesurée des énergies de
pic varie de manière quasi linéaire avec l'énergie cinétique du pic. Les équations données dans la présente
Norme internationale sont valables uniquement pour cette situation la plus courante et reposent sur le principe
selon lequel la différence entre les énergies cinétiques mesurées et les énergies cinétiques de référence est
faible et dépend de manière linéaire ou quasi linéaire de l'énergie cinétique. Cette linéarité peut être absente
si l'instrument est défectueux; ainsi un essai est indiqué en 6.7 et 6.10 pour confirmer cette quasi linéarité à
une énergie intermédiaire. Pour des raisons pratiques, cet essai implique le pic de Cu L VV.
3
Si l'essai de linéarité est adéquat, une correction de l'échelle d'énergie peut être déduite en utilisant la
méthode d'étalonnage simple courante donnée en 6.11. La manière dont est corrigée exactement l'échelle
d'énergie cinétique dépend des détails pratiques de l'instrument en cours d'étalonnage et plusieurs stratégies
sont donc indiquées en 6.12. L'analyste doit également tenir compte de l'incertitude avec laquelle les énergies
cinétiques de pic doivent être mesurées. Le Tableau 1 présente les valeurs de certains des paramètres
typiques, définis dans la présente Norme internationale, qui conduisent à des limites de tolérance illustratives
de ± 0,2 eV et ± 0,3 eV à un degré de confiance de 95 %. Noter dans le Tableau 1 l'importance de la dérive
permise entre les étalonnages. Ainsi, comme le montre la Figure 1, l'intervalle d'étalonnage est déterminé à
partir des mesures de la dérive de l'instrument comme indiqué en 6.14. L'étalonnage courant est alors
effectué à l'intervalle d'étalonnage approprié pour maintenir l'échelle d'énergie cinétique de l'instrument dans
les limites de tolérance requises.
© ISO 2002 – Tous droits réservés 3
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 17974:2002(F)
NOTE Les chiffres se rapportent aux paragraphes correspondants de la présente Norme internationale.
Figure 1 — Organigramme de la séquence des opérations du procédé
4 © ISO 2002 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 17974:2002(F)
Tableau 1 — Contributions illustratives à l'appréciation de l'erreur pour l'étalonnage
de l'échelle d'énergie cinétique
Exemples
Origine
Si une exactitude Si une exactitude
Paramètre Symbole Commentaire
du calcul
élevée moins élevée
est requise est requise
Le choix de l'utilisateur
est dicté par la
précision requise et le
Limites de Choix nombre de spectres
± δ ± 0,2 ± 0,3
tolérance, eV de l'utilisateur qu'il est possible
d'acquérir en un temps
raisonnable pour des
étalonnages courants.
Caractéristique du
Écart-type de spectromètre mesurée
σ Équation (1) 0,050 0,050
R
répétabilité, eV au premier étalonnage
(voir 6.7)
Nombre de fois
Choix
que chaque paire
m de l'utilisateur m = 1 m = 2 m = 1 m = 2
de spectres
m = 1 ou 2
est acquise
Incertitude
Équation (12)
cl
des mesures U 0,185 0,130 0,185 0,130
95
ou (13)
d'étalonnage, eV
Caractéristique du
Mesure
Équation (5) spectromètre mesurée
de la non-linéarité ε 0,050 0,050 0,050 0,050
2
ou (6) au premier étalonnage
de l'échelle, eV
(voir 6.7)
Incertitude
de l'échelle
d'énergie U Équation (11) 0,192 0,139 0,192 0,139
95
après étalonnage,
eV
Définir la dérive
Dérive maximale permise avant de
permise entre ± (δ − U ) δ et U ± 0,008 ± 0,061 ± 0,108 ± 0,161 risquer de dépasser
95 95
les étalonnages, eV les limites choisies
± δ eV
Intervalle
d'étalonnage Choisir un intervalle
maximal adéquat inférieur à ce
(pour un instrument maximum et de moins
illustratif de quatre mois, avec
— Voir 6.14 0,3 2,4 4,3 6,4
qui présente une marge de sécurité
une vitesse pour un quelconque
de dérive stable comportement
de 0,025 eV aberrant
par mois), mois
Choix
de l'utilisateur,
Choix de l'intervalle
— reposant sur 1 3 4
d'étalonnage, mois
le comportement
de dérive observé
NOTE Les incertitudes correspondent à un degré de confiance de 95 %. Les exemples illustrent l'effet des choix de l'utilisateur
sur l'incertitude de l'étalonnage et l'intervalle requis entre les nouveaux étalonnages.
© ISO 2002 – Tous droits réservés 5
Option
inapplicable
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 17974:2002(F)
Dans la présente Norme internationale, les mesures sont données pour établir l'incertitude de l'étalonnage à
un degré de confiance de 95 %, directement après l'étalonnage. L'erreur de l'échelle d'énergie cinétique
augmente généralement avec le temps et, dans l'intervalle qui sépare deux étalonnages, elle ne doit pas
dépasser les limites de tolérance de ± δ choisies par l'analyste afin de définir la qualité de ses mesures. Le fait
de compléter un tableau tel que le Tableau 1 aide l'utilisateur à définir une valeur appropriée de δ. Si
l'utilisateur a peu ou pas d'idée des possibilités de son instrument, si les données du fabricant ne donnent
aucune aide et s'il n'a pas d'idée précise des exigences, commencer par le Tableau 1 en fixant la valeur δ à
0,2 eV. Suivre la méthode indiquée, en remplissant les lignes, et enfin vérifier si cette valeur de δ est
appropriée pour l'instrument utilisé. Si ce n'est pas le cas, revoir les modes opératoires et réduire un ou
plusieurs des termes contribuant à U ou bien augmenter la valeur de δ jusqu'à ce qu'elle soit acceptable.
95
Il est important de noter que δ est la limite de tolérance pour l'exactitude de l'étalonnage de l'échelle d'énergie
de l'instrument. Les mesures d'énergie ultérieures peuvent avoir des incertitudes supérieures à δ en raison de
la largeur du pic, de mauvaises statistiques de comptage, de la synthèse des pics ou des effets charge. Pour
des indications pour décrire l'incertitude des mesures ultérieures, voir l'Annexe D.
6 Méthode d'étalonnage de l'échelle d'énergie
6.1 Obtention des échantillons de référence
Pour l'étalonnage des spectromètres d'électrons Auger pouvant balayer au moins jusqu'à 2 050 eV et avec
des énergies de faisceau disponibles de 5 keV ou de 10 keV, utiliser des échantillons de Cu et d'Au. Pour les
autres instruments, utiliser Cu et Al. Les échantillons doivent être des métaux polycristallins ayant une pureté
d'au moins 99,8 % qui, pour des raisons pratiques, se présentent généralement sous forme de feuilles
généralement de 10 mm par 10 mm et de 0,1 mm à 0,2 mm d'épaisseur.
Si les échantillons semblent avoir besoin d'un nettoyage, une immersion courte dans de l'acide nitrique à 1 %,
puis un rinçage dans de l'eau distillée peuvent être effectués pour Cu. Si l'échantillon de Cu a été stocké à
l'air libre pendant plus de quelques jours, l'immersion dans l'acide nitrique facilitera le nettoyage de
l'échantillon (voir 6.3).
6.2 Montage des échantillons
Monter les échantillons de Cu et d'Au ou d'Al sur le porte-échantillon, ou sur des porte-échantillon séparés le
cas échéant, à l'aide de vis de fixation ou d'autres moyens métalliques pour assurer le contact électrique: ne
pas utiliser de ruban adhésif double face.
6.3 Nettoyage des échantillons
Réaliser un vide ultra poussé et nettoyer les échantillons par pulvérisation ionique pour réduire la
contamination jusqu'à ce que les intensités des pics Auger de l'oxygène et du carbone soient chacune
inférieure à 2 % de l'intensité du pic métallique le plus intense dans chaque spectre d'étude. Enregistrer un
spectre (balayage large) pour chacun des échantillons afin de garantir que les pics les plus significatifs sont
ceux des éléments purs requis. La qualité
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.