Análise direta de materiais sólidos

Análise de Materiais por Glow Discharge

Da caracterização rápida de ligas e revestimentos à determinação de impurezas em níveis ultratraço: duas rotas complementares para revelar composição, pureza e distribuição dos elementos em profundidade.

Análise diretaMenos etapas de preparo
Camada a camadaPerfis de profundidade
Da matriz ao ppbRotas analíticas complementares
Princípio comum

Como a descarga luminescente acessa o sólido

A amostra é posicionada na fonte como cátodo. Em baixa pressão, o argônio forma um plasma; seus íons bombardeiam uma área controlada da superfície e liberam material por sputtering. A informação analítica muda conforme a rota de detecção.

O perfil em profundidade é construído relacionando o sinal ao tempo de erosão. A conversão para profundidade pode usar calibração da taxa de sputtering ou medição direta, conforme o sistema e a configuração.

01

Gerar a descarga

O plasma é estabelecido em baixa pressão diante da superfície da amostra.

02

Remover camada a camada

O sputtering expõe sucessivamente revestimentos, interfaces e substrato.

03

Escolher a detecção

OES para rapidez e perfis; MS para alta pureza, traços e ultratraços.

Orientação por objetivo

Comparação entre as tecnologias

Selecione a prioridade da análise para visualizar a rota inicialmente mais adequada. A configuração final depende da matriz, da geometria da amostra e da faixa analítica.

Sua prioridade

Objetivo analítico e matriz

A seleção da técnica depende do material e do objetivo analítico.

ROTA RECOMENDADA

GD-OES · HORIBA GD-Profiler 2

Para investigar composição, espessura, interfaces e difusão em filmes finos ou camadas espessas com leitura simultânea e alta velocidade.

Perfil de profundidadeFilmes finos e espessosCondutores e isolantes
Quando considerar GD-MS tambémQuando o mesmo estudo exigir concentrações traço e ultratraço ou materiais de pureza elevada.
Portfólio complementar

Duas tecnologias, aplicações distintas

O hub não trata uma técnica como evolução da outra. Cada sistema ocupa uma faixa de decisão específica dentro da caracterização de materiais.

HORIBAHORIBA GD-Profiler 2 para GD-OESOES

GD-Profiler 2

GD-OES Pulsed-RF para análise rápida e simultânea da composição elementar, da superfície ao material a granel.

Perfis elementares de filmes finos e camadas espessas.
Análise de materiais condutores, não condutores e híbridos.
Cobertura espectral para elementos leves, incluindo H, O, C, N e Cl.
Fonte RF pulsada adequada a materiais frágeis e sensíveis ao calor.
DiP para medição direta da profundidade e da taxa de erosão durante a análise.
120–800 nmFaixa espectral
nm → µmEscala de camadas
SimultâneoDetecção OES
THERMO SCIENTIFICThermo Scientific ELEMENT GD Plus para GD-MSMS

ELEMENT GD Plus

GD-MS de alta resolução para análise direta de sólidos de alta pureza e determinação robusta de traços e ultratraços.

Determinação de muitos elementos até a faixa de ppb ou abaixo, conforme matriz e aplicação.
Três modos fixos de resolução de massa para remover interferências espectrais.
Faixa dinâmica superior a 12 ordens de grandeza, da matriz ao ultratraço.
Fonte fast-flow com troca de amostra rápida e alta produtividade.
Análise bulk e perfil de profundidade em materiais avançados.
>10¹²Faixa dinâmica
R 10.000Alta resolução
até 5/hAmostras
Aplicações por material

Da superfície à pureza do sólido

A rota pode mudar conforme o objetivo. Um mesmo setor pode usar GD-OES para camadas e GD-MS para impurezas em níveis muito baixos.

Fe

Metais e ligas

Composição, tratamentos superficiais, segregação, difusão e controle de processo.

GD-OES + GD-MS

Revestimentos e camadas

Espessura, interfaces, gradientes e distribuição elementar em profundidade.

Prioridade GD-OES
9N

Materiais de alta pureza

Impurezas críticas em metais, ligas especiais e materiais tecnológicos.

Prioridade GD-MS
Si

Semicondutores

Silício, alvos de sputtering, wafers, camadas funcionais e contaminantes.

GD-OES + GD-MS
Li

Baterias e energia

Eletrodos, interfaces, materiais ativos, difusão e impurezas elementares.

GD-OES + GD-MS
Ti

Aeroespacial

Superligas de níquel, titânio, coatings e camadas de difusão.

GD-OES + GD-MS
PV

Fotovoltaicos e eletrônica

Filmes finos, células solares, contatos metálicos e materiais eletrônicos.

GD-OES + GD-MS
R&D

Pesquisa de materiais

Desenvolvimento, falhas, comparação de processos e caracterização avançada.

Conforme objetivo
Comparativo técnico

GD-OES ou GD-MS?

Uma visão prática das diferenças de posicionamento. Valores finais dependem da configuração, do elemento e da matriz analisada.

CritérioGD-OES · GD-Profiler 2GD-MS · ELEMENT GD Plus
Foco principalVelocidade, composição e perfis de camadasAlta pureza, traço e ultratraço
DetecçãoEmissão óptica simultâneaEspectrometria de massas de alta resolução
Faixa típica de interesseDe constituintes majoritários a níveis baixos, conforme elemento e matrizDa matriz a traços e ultratraços; muitos elementos na faixa de ppb
Perfil de profundidadeExcelente para rotina, filmes e multicamadasDisponível com alta sensibilidade elementar
MateriaisCondutores, não condutores e híbridos com fonte RF pulsadaCondutores e muitos não condutores, conforme preparo e configuração
ProdutividadeMuito alta; análise simultânea e rápidaAlta para GD-MS; até 5 amostras por hora em aplicações adequadas
Interferências espectraisSeleção de linhas e configuração ópticaTrês resoluções fixas para separação de interferências
Aplicação principal“Como a composição muda da superfície ao substrato?”“Quais impurezas existem e em que nível no material?”

A análise por Glow Discharge é localizada e destrutiva: a pulverização forma uma cratera na região medida. A SENS avalia amostra, objetivo e requisitos antes de definir a solução.

Biblioteca técnica

Catálogos para download

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PDF

GD-Profiler 2 · HORIBA

Catálogo técnico · Pulsed-RF GD-OES e DiP

PDF

ELEMENT GD Plus · Thermo Scientific

Catálogo técnico · GD-MS de alta resolução

Os documentos são materiais oficiais dos respectivos fabricantes e foram incorporados para consulta local.

Perguntas frequentes

O essencial antes de escolher

A decisão começa pela matriz, concentração esperada, geometria da amostra e informação desejada em profundidade.

Qual é a diferença entre GD-OES e GD-MS?

O GD-OES prioriza velocidade, análise simultânea e perfis elementares de camadas. O GD-MS de alta resolução prioriza sensibilidade, seletividade e quantificação de traços e ultratraços em materiais de alta pureza.

Glow Discharge analisa a amostra sólida diretamente?

Sim. A superfície é pulverizada de forma controlada por um plasma de baixa pressão. O material removido é analisado por emissão óptica no GD-OES ou por espectrometria de massas no GD-MS.

É possível obter perfil de profundidade?

Sim. Como a remoção ocorre camada a camada, as duas técnicas podem acompanhar a distribuição elementar em profundidade. O desempenho depende do material, da espessura e das condições de análise.

A análise é destrutiva?

Sim. O processo forma uma cratera localizada na amostra. A área e a profundidade variam com o sistema, a geometria e o método analítico.

A SENS ajuda a avaliar a amostra?

Sim. A equipe avalia matriz, formato, faixa analítica, elementos críticos, produtividade e necessidade de depth profiling para orientar a tecnologia e a configuração.

Tecnologias de Glow Discharge para diferentes materiais.

Informe à SENS a matriz, o objetivo analítico e a faixa de concentração esperada.

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