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METHODEN

Röntgen-Photo­elektronen­spek­tro­skopie (XPS)

Mit der XPS-Analyse kann die chemische Zusammen­setzung der obersten 5‑10 nm einer Ober­fläche quan­ti­ta­tiv bestimmt werden. Alle Elemente ausser Wasser­stoff und Helium können zerstö­rungs­frei detek­tiert und ihre Oxi­da­tions- bzw. Bindungs­zustände ermittelt werden.

Das Verfahren basiert auf der Bestrah­lung der Probe mit Röntgen­strahlen, wodurch Elekt­ronen angeregt werden und aus­treten können. Ihre Anzahl und Energie liefern Infor­ma­tio­nen zur Zusammen­setzung und zu den Bindungs­zuständen. Die Nach­weis­grenze der Methode liegt, je nach Messzeit und Element, bei etwa 0.1‑0.3 at%, was rund 1‑3 ng/cm² entspricht.

Unser XPS-Gerät ist ausgerüstet mit einem grossen Proben­halter, einer monoc­hromati­schen AlKα Röntgenquelle, Argon-Ionen-Sputtering, Ladungs­neutra­lisator, einem hemi­sphä­rischen Analy­sator und einem 2D-Detektor, welcher die parallele Erfassung von Ele­ment­ver­tei­lungs­bildern mit einer lateralen Auf­lösung von bis zu 20 μm erlaubt. Dies stellt eine besondere Stärke dieses Instruments dar.

Nach welchen Normen testen wir?

Wenn immer möglich, führen wir unsere Prüfleistungen nach oder in Anlehnung an diese internationalen Normen durch:

  • ISO 14606
  • ISO 15472
  • ISO 19318
  • ISO 20903
  • ASTM E1078

Welche Geräte verwenden wir?

  • Kratos Axis Nova

Für welche Materialprüfungen setzen
wir diese Methode ein?

Unser XPS verwenden wir zur quantitativen Oberflächenanalyse aller Elemente (ausser H und He) und der Oxidationszustände. Anwendungsbeispiele sind: 

  • Spurenanalyse: Identifikation von Chrom-6 / Cr(VI)
  • Bestimmung der Oberflächenzusammensetzung von Medizin­pro­dukten (organische und anorganische Stoffe), wie in ISO 10993-18 und ASTM F2847 empfohlen.

Welche experimentellen Möglichkeiten gibt es?

Zusätzlich zur Standardanalyse gibt es verschiedene weitere Möglichkeiten:

Was Sie über diese Methode wissen sollten?

Für welche Proben eignet sich die Methode?

Wir können alle vakuumbeständigen metallischen (auch magnetischen) und nichtmetallischen Festkörper sowie Pulver analysieren.

Was muss man bei den Proben beachten?
Probenvorgaben:
  • Probendurchmesser max. 100 mm, Höhe max. 20 mm. Grössere Proben können zerkleinert werden
  • Sauber verpackt, wir empfehlen in Aluminiumfolie
Wie viele Messpunkte sollen analysiert werden?

Wir empfehlen generell 3 Messungen, z.B. 3 Messungen auf einem Fleck und 3 daneben als Referenz. So stellen wir sicher, dass die Resultate statistisch relevant sind. 

Ist die Methode akkreditiert?

Ja, als einziges Labor in der Schweiz bieten wir  XPS-Analysen akkreditiert nach ISO/IEC 17025 an.

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Wer ist Ihr Ansprechpartner?

Roman Heuberger
Dr. sc. ETH Zürich, Dipl. Werkstoffingenieur ETH
Leiter Materialprüfung und Beratung
+41 32 644 2022