材料分析(SEM、TEM、XRD、XPS)
以三選一題型確認布拉格定律、立方晶的消光規則與晶格常數、謝樂公式、SEM的二次電子與背向散射電子、EDS與WDS、TEM、XPS、SIMS,以及DSC與TGA。
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材料分析(SEM、TEM、XRD、XPS)的重點
在XRD中,由布拉格定律 2d sinθ = nλ 求出晶面間距;對立方晶則利用消光規則(BCC為 h + k + l 為偶數,FCC為 h、k、l 全為偶數或全為奇數)進行繞射峰的指標化與晶格常數的決定。由繞射峰的寬度,可用謝樂公式估算微晶尺寸。
在電子顯微鏡方面,以SEM的二次電子影像觀察表面形貌,以背向散射電子影像觀察成分差異,並以EDS或WDS分析元素。TEM以薄片觀察內部的晶體結構與缺陷。表面的化學狀態以XPS、微量元素的縱深分布以SIMS、熱變化則以DSC與TGA調查。掌握各方法偵測深度與靈敏度的差異,是在失效分析中正確選用的關鍵。
材料分析(SEM、TEM、XRD、XPS)的題目列表(12題)
- 以Cu Kα射線(波長0.15406 nm)進行XRD時,晶面間距0.3135 nm的Si(111)面的1次繞射峰出現的繞射角2θ最接近下列何者?
- 在FCC結構金屬的粉末XRD中,出現在最低角度側的繞射峰指數為下列何者?
- 以Cu Kα射線(波長0.15406 nm)進行銅(FCC)的粉末XRD時,最低角度側的峰出現在 2θ = 43.30°。銅的晶格常數最接近下列何者?
- XRD中出現在 2θ = 38.2° 的峰,其半高寬(扣除儀器造成的展寬)為0.40°。以謝樂公式 D = Kλ/(β cosθ),設 K = 0.9、λ = 0.15406 nm,微晶尺寸最接近下列何者?
- SEM二次電子影像與背向散射電子影像的特徵,下列何者正確?
- 以SEM或EPMA分析特性X光的EDS(能量散布式)與WDS(波長散布式)的比較,下列何者正確?
- 以TEM(穿透式電子顯微鏡)觀察時,需要將試樣薄化至厚度100 nm左右以下的主要理由為下列何者?
- XPS(X光光電子能譜)的偵測深度與由此得到的資訊,下列何者正確?
- 以Al Kα射線(能量1486.6 eV)進行XPS時,量得Si 2p光電子的動能為1378.8 eV。設儀器的功函數為4.5 eV,束縛能最接近下列何者?
- 在半導體失效分析中,要以ppm〜ppb等級的靈敏度調查摻雜物的縱深濃度分布,最適合的方法為下列何者?
- 將高分子試樣一邊加熱一邊量測時,適合偵測玻璃轉移溫度Tg的方法及其呈現方式,下列何者正確?
- 以TGA加熱單水草酸鈣(CaC₂O₄·H₂O,莫耳質量146.1 g/mol)時,首先脫去結晶水。這第1階段的質量減少率最接近下列何者?設H₂O的莫耳質量為18.0 g/mol。