表面分析数据处理(必读)

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检测检验的表面分析技术

检测检验的表面分析技术表面分析技术是一种对固体表面进行分析、检测、确定其化学成分、结构和形貌的方法。

随着科技的发展和产业的不断发展，表面分析技术逐渐得到了广泛的应用，成为解决工业生产过程中表面质量问题的重要手段之一。

在工业生产中，表面质量是非常重要的。

各种产品在生产流程中，都需要经过各种表面加工工艺，比如精加工、镀层处理、喷涂、硬化等等。

这些加工工艺的质量，直接影响着产品外观的美观度、功能性能的稳定性和产品寿命的长短。

因此，选择一种准确可靠的表面分析技术来确保产品表面质量，对于提高产品质量和市场竞争力至关重要。

其中，检测检验的表面分析技术成为重要的质量保障标准之一。

它利用各种化学、物理、光学等技术手段，对产品表面进行实时分析，以便及时发现产品表面缺陷、异物、污染物等问题，从而及时采取相应措施，保证产品的表面质量。

常见的表面分析技术有哪些呢？首先是电子显微镜技术。

电子显微镜技术以其高分辨率、高灵敏度和非常适合分析微小颗粒的优点，被广泛应用于表面分析领域。

它可以分析表面的形貌、微观结构，同时还可以准确定位污染物，进行表面成分分析等工作。

其次是X射线衍射技术。

X射线衍射技术被广泛应用于材料检测和分析领域。

由于不同材料具有不同的晶格结构，所以X射线通过物质后可以得到不同的衍射图谱，通过对衍射图谱的分析可以确定材料的成分、晶体结构等信息。

还有光学显微镜技术。

光学显微镜技术可以对样品进行光学图像的收集和分析，并生成具有高分辨率、高灵敏度的图像。

同时，还可以透过镜头对表面进行更为深入的观察和分析，以便更加准确地确定表面问题的位置和范围。

此外，还有拉曼光谱技术、原子力显微镜技术等等。

这些表面分析技术不仅具有广泛的应用领域，而且在实时性、准确性、可靠性等方面也有很大优势。

为什么检测检验的表面分析技术如此重要呢？首先，表面分析技术可以及时发现问题。

当出现产品表面问题的时候，通过表面分析技术的手段可以及时发现问题并找到问题的位置和范围，从而及时采取相应措施，避免问题扩大化。

面板数据的常见处理

面板数据的常见处理引言概述：面板数据是一种由时间序列和横截面数据组成的数据结构，常用于经济学和社会科学研究中。

由于其特殊的数据结构，面板数据的处理方法与传统的时间序列或者横截面数据有所不同。

本文将介绍面板数据的常见处理方法，包括数据清洗、面板单位根检验、面板回归分析和面板数据的固定效应模型。

一、数据清洗1.1 缺失值处理：面板数据中往往存在缺失值，处理缺失值的方法包括删除缺失观测、插补缺失值和使用面板数据的特征进行缺失值预测。

1.2 异常值处理：面板数据中可能存在异常值，可以通过箱线图、离群值检测方法等进行识别和处理。

1.3 数据平滑：面板数据中的变量可能存在噪声，可以使用平滑方法如挪移平均、指数平滑等对数据进行平滑处理。

二、面板单位根检验2.1 单位根概念：单位根是时间序列分析中的重要概念，用于判断变量是否具有非平稳性。

对于面板数据，我们需要进行面板单位根检验，判断变量的平稳性。

2.2 常见的面板单位根检验方法包括Levin-Lin-Chu（LLC）检验、Im-Pesaran-Shin（IPS）检验和Maddala-Wu（MW）检验等。

2.3 单位根检验的结果可以匡助我们选择合适的模型和估计方法，避免估计结果的偏误。

三、面板回归分析3.1 固定效应模型：面板数据的回归分析中，固定效应模型是常用的方法之一。

该模型可以控制个体间的异质性，并通过固定效应项捕捉个体固定的影响。

3.2 随机效应模型：随机效应模型是另一种常用的面板回归模型，它假设个体效应项与解释变量无关，通过随机效应项来捕捉个体间的异质性。

3.3 混合效应模型：混合效应模型是固定效应模型和随机效应模型的组合，它可以同时考虑个体效应和时间效应。

四、面板数据的固定效应模型4.1 模型假设：固定效应模型假设个体效应是固定的，即个体效应项与解释变量无关。

4.2 估计方法：固定效应模型的估计方法包括最小二乘法和差分法。

最小二乘法可以直接估计固定效应模型的参数，而差分法则通过对数据进行差分来消除个体效应。

【材料课件】14表面分析方法

DAPS
e 电子能量损失谱EELSຫໍສະໝຸດ I 电子诱导脱附ESD
e 透射电子显微镜
TEM
e 扫描电子显微镜
SEM
2020/1e0/23 扫描透射电子显微H镜NU-ZLSPTEM
主要用途
结构
结构
成份
微区成份
成份
成份
成份
成份
成份
原子有电子态
吸收原子态及成份
形貌
形貌
形貌
5
探测粒子
发射粒子
e e e
I
h＝ Eb＋ Ek' ＋ '
Eb ＝ h －Ek' － '
式中‘是仪器的功函数，是一定值，约为4eV，
h为实验时选用的X射线能量为已知，通过精
确测量光电子的动能Ek’ ，即能计算出Eb 。
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• 各种原子、分子轨道的电子结合能是一定的，据此可鉴别各种原子和分子，即可进行定性分析。
【材料课件】14表面分析方法
表面分析方法的特点
• 用一束“粒子”或某种手段作为探针来探测样品表面，探针可以是电子、离子、光子、中性粒子、电场、磁场、热或声波（机械力），在探针作用下，从样品表面发射或散射粒子或波，它们可以是电子、离子、光子、中性粒子、电场、磁场、热或声波。检测这些发射粒子的能量、动量、荷质比、束流强度等特征，或波的频率、方向、强度、偏振等情况，就可获得有关表面的信息。
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• 化学位移上的应用

表面分析方法

STM是一种无损分析方法，目前它的横向分辨率已达到0.1nm，垂直分辨率已达到0.01nm。
7.4.4. 原子力显微镜
原子力显微镜(Atomic Force Microscope，AFM)是利用一个对力敏感的探针探测针尖与样品之间的相互作用力来实现表面成像。
7.5. 近场光学显微镜
7.6. 激光共焦扫描显微镜
电荷转移、价电子谱、等离子激发。
7.2.5. 电子能谱仪
电子能谱仪通常采用的激发源有三种：X射线源、真空紫外灯和电子枪。由于各能谱仪之间除激发源不同外，其他部分基本相同，因此，配备不同激发源，可使一台能谱仪具有多种功能。
7.2.5.1. 激发源
7.2.5.2．单色器—电子能量分析器
电子能量分析器的分辨率定义为：( E/EK) 100%, 表示分析器能够区分两种相近能量电子的能力。电子能量分析器可分为磁场型和静电型两类。
1. 半球形电子能量分析器
7.2.5.2．单色器—电子能量分析器
2. 筒镜电子能量分析器
7.2.5.2．单色器—电子能量分析器
3. 检测器
由于原子和分子的光电子截面都较小，因此从原子或分子产生并经能量分析器出来的光电子流仅10-13 10-19A，要接受这样弱的信号，必须采用电子倍增器，如单通道电子倍增器或多通道电子倍增器。
7.4.3. 应用
STM实验可以在大气、真空、溶液、惰性气体甚至反应性气体等各种环境中子级空间分辨的表面结构观测，用于各种表面物理化学过程和生物体系研究；STM还是纳米结构加工的有力工具，可用于制备纳米尺度的超微结构；还可用于操纵原子和分子等。
电子能谱的取样深度一般很浅，在30 nm以内，是一种表面分析技术。
7.2.2. X 射线光电子能谱法

XPS能谱处理数据的方法

XPS能谱处理数据的方法X射线光电子能谱（XPS）是一种常用的表面分析技术，广泛应用于材料科学、化学、生物学等领域。

XPS能够提供元素的化学状态、表面成分、表面电荷状态等信息，是研究表面化学性质和表面结构的重要手段。

在实际应用中，人们通常需要对XPS数据进行处理和分析，以获得更准确的信息。

下面将介绍一些常用的XPS能谱处理数据的方法。

一、背景子扣除在XPS实验中，由于仪器本底信号和样品信号的叠加，最终的谱图中会包含一定程度的背景信号。

因此，在数据处理过程中，需要对谱图中的背景信号进行扣除，以减少干扰，提高信噪比。

背景子扣除的方法通常包括：1.线性插值法：通过在峰附近选择几个能量点，建立背景信号的线性插值模型，然后将该模型减去原始谱图中的信号，实现背景子扣除。

2. Shirley法：对于复杂的背景信号，可以采用Shirley法进行拟合处理。

该方法通过对谱图中的背景信号进行非线性曲线拟合，得到更准确的背景子信号。

3. Tougaard法：Tougaard法是一种基于自由度高斯分布的背景子扣除方法，能够较好地处理各种类型的背景信号。

二、峰拟合峰拟合是XPS数据处理中的一项重要工作，通过对峰形进行分析和拟合，可以获得各元素的峰位置、峰强度、峰形态等信息。

在进行峰拟合时，通常采用以下方法：1.高斯拟合：高斯函数是最常用的峰拟合函数之一，可以准确地描述对称的峰形。

在XPS数据处理中，通常将峰拟合为高斯峰，并通过拟合得到各元素的峰位置和峰强度等参数。

2.洛伦兹拟合：洛伦兹函数适用于描述非对称的峰形，在一些情况下可以比高斯函数更好地拟合实验数据。

3. Voigt拟合：Voigt函数是高斯函数和洛伦兹函数的组合，能够同时考虑高斯和洛伦兹的特点，适用于处理同时存在对称和非对称峰形的情况。

三、能级校正在XPS实验中，由于仪器漂移、折射率、能量校准等因素的影响，获得的数据可能存在一定的能级偏移。

因此，在数据处理过程中，需要对XPS数据进行能级校正，以获得更准确的结果。

表面分析技术的原理课件

XPS广泛应用于表面元素分析、化学态分析以及表面污染物的检测。
缺点：对样品有一定的局限性，如需要导电样品、对轻元素灵敏度较低。
原子力显微镜（AFM）
原子力显微镜（AFM ）是一种利用微悬臂感受和反馈样品表面原子间作用力的信息，来研究样品表面形貌和性质的表面分析技术。
AFM通过在样品表面扫描微悬臂，可以检测到原子间作用力，并将这些力转化为高度信息，呈现出样品的表面形貌。
AFM不仅可以用于研究表面形貌，还可以用于测量表面粗糙度、化学组分等性质。
优点：高分辨率、能够提供三维形貌图像、无损分析。
缺点：对样品要求较高，需要平整、导电的样品表面。
激光拉曼光谱（LRS）
01
02

03
04
05
激光拉曼光谱（LRS）是一种利用激光激发样品，测量拉曼散射信号来分析样品分子结构和振动模式的表面分析技术。
20世纪后期至今
表面分析技术进入快速发展阶段，各种表面分析方法如XPS、STM、AFM等不断涌现和应用，为材料科学、化学、生物学等领域的研究提供了强有力的支持。
CHAPTER
02
表面分析技术的基本原理
表面物理分析
表面物理分析主要研究物质表面的物理性质，如电导率、热导率、光学性质等。
表面物理分析方法包括光电子能谱、X 射线衍射、红外光谱等，这些方法可以提供物质表面的电子结构、分子振动、晶体结构等信息。
表面化学状态分析
表面分析技术还可以用来研究材料表面的化学键合状态，如金属氧化物表面的羟基、羧基等基团的存在和性质。
生物学领域的应用
蛋白质结构分析
生物分子相互作用分析
表面分析技术可以用来研究蛋白质在固体表面的吸附行为和构象变化，有助于深入了解蛋白质的结构和功能。

表面处理工序缺陷判断及质量数据分析

1332 651 1282 1456 1884
1060 5 3243 4267 5159 7902
1332 651 1282 1456 1884
Mar
Apr
二、表面处理工序主要质量指标：
3）HAL07年各月份PONC目标及实际达成情况：
SYE HAL PONC Report of 2007
Internal MRB PONC Month
（整体质量控制点和控制思路）
一、表面处理工序主要质量问题、缺陷形态、可能产生原因、现阶段质量监控点 2、表面处理工序主要影响缺陷分析、标准、控制方法：
具体见附件
（具体缺陷判断、标准、控制方法）
一、表面处理工序主要质量问题、缺陷形态、可能产生原因、现阶段质量监控点
3、主要质量监控点参数
来料：板面质量设备：定期维护保养参数：针对不同的表面处理方式制定的参数具体内容详见附件：
掉定点/焊盘
Aver age
(Yuan/ 10Kft2)
擦花
Actu al (Yua n) 3104 3203 2612 3965 5118 Aver age
(Yuan/ 10Kft2)
报废面积
0.567
0
0
1.577
0
1.58
整体报废率%
0.012
0
0
0.184
0
0.031
最近5周报废情况
整体报废率% 目标--0.01
0.2 0.1 0 13周 14周 15周 16周 17周 18周
☆报废率是工序最重要的质量指标！IT工序报废较少！
二、表面处理工序主要质量指标：
6）、OSP报废率趋势：
表面处理缺陷判断及质量数据分析

酵母菌表面展示的结果分析和数据处理步骤

酵母菌表面展示的结果分析和数据处理步骤酵母菌表面展示是一种重要的生物技术手段，它可以利用酵母菌表面展示的蛋白质来研究蛋白质功能、筛选靶标和高亲和力的蛋白质，也可以作为疫苗候选物的表达平台。

在进行酵母菌表面展示实验后，对所得结果进行合理的数据处理和分析，可以帮助我们了解实验的效果、蛋白质的特性以及对后续实验设计的指导作用。

以下是对酵母菌表面展示的结果分析和数据处理步骤的详细解答：1. 蛋白质表达和细胞显示率分析：酵母菌表面展示的关键是将感兴趣蛋白质在酵母菌表面进行展示。

因此，在实验结束后，需要先进行蛋白质表达的分析。

可以通过Western blot等方法检测目标蛋白在细胞内和在表面的表达情况。

细胞显示率是指表达融合蛋白的细胞数量与总细胞数的比例，可以通过计数显微镜下的观察或流式细胞仪测定。

2. 酵母菌表面显示的蛋白选择和筛选：在酵母菌表面展示的结果分析中，我们需要对产生的融合蛋白进行筛选和选优。

首先，根据设计的实验目的，确定筛选指标。

可以通过酵母菌表面展示蛋白质的抗原性、结合亲和力等参数进行筛选。

根据实验设计，可以选择适当的检测方法，如ELISA，流式细胞仪等，对融合蛋白质进行筛选。

3. 对蛋白质的定位和鉴定：酵母菌表面展示的结果分析过程中，需要准确确定目标蛋白质在细胞表面的定位和鉴定。

可以利用荧光标记的抗体或荧光蛋白标志的融合蛋白进行免疫荧光染色，显微镜下观察融合蛋白在细胞表面的定位。

此外，也可以进行质谱分析，如质谱图谱鉴定等，对展示蛋白质进行更深入的鉴定和分析。

4. 数据处理和统计分析：酵母菌表面展示的结果分析需要进行数据处理和统计分析。

首先，将实验室所得到的原始数据从实验记录中整理出来。

根据实验设计和统计学原理，可以采用适当的统计方法进行分析，以验证实验的可靠性和统计学显著性。

常用的统计方法有t检验、方差分析等。

此外，可以绘制图表，如直方图、柱状图等，直观展示实验结果。

5. 结果解读和讨论：结果解读和讨论是对酵母菌表面展示实验结果的重要环节。

表面处理工序缺陷判断及质量数据分析

04
色差：表面出现色差，影响产品的美观和使用性能
05
粗糙度：表面粗糙度不符合要求，影响产品的使用性能和美观
06
污染：表面出现污染，影响产品的美观和使用性能
缺陷原因分析
01
原材料质量问题：如表面粗糙、杂质等
03
设备故障：如磨损、堵塞等
05
环境因素：如温度、湿度、灰尘等
ห้องสมุดไป่ตู้02
工艺参数设置不当：如温度、时间、压力等
表面处理工序缺陷判断及质量数据分析
汇报人：xx
目录 CONTENTS
01
表面处理工序缺陷判断
02
表面处理质量数据分析
Part One
表面处理工序缺陷判断
缺陷类型及识别
01
划痕：表面出现明显的划痕，影响美观和使用性能
02
腐蚀：表面出现腐蚀现象，影响产品的耐腐蚀性和使用寿命
03
变形：表面出现变形，影响产品的尺寸精度和使用性能
数据可视化：利用图表、图形等方式，直观地展示表面处理质量的变化趋势和分布情况。
03
回归分析：建立回归模型，分析表面处理质量与相关因素之间的关系，如温度、时间、材料等。
04
方差分析：通过方差分析，比较不同因素对表面处理质量的影响程度，找出关键因素。
05
聚类分析：将表面处理质量数据按照相似性进行分类，找出潜在的质量问题和原因。
04
操作人员失误：如操作不当、未按规程操作等
06
设计缺陷：如结构不合理、工艺路线不合理等
缺陷解决方法及案例
缺陷类型：表面处理工序中常见的缺陷类型包括划痕、腐蚀、色差等。
案例分析：通过具体的案例分析，了解不同缺陷类型的产生原因及解决方法。

现代材料分析方法第八章表面分析技术ppt课件

23
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统
Monochromator
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篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统
半球型光电子能量分析器
只有能量在选定的很窄范围内的电子可能循着一定的轨道达到出口孔，改变电势，可以扫描光电子的能量范围。
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篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统
3. 电子探测及数据处理
• 光电子信号微弱；10－16~ 10 -14A
Electron Spectroscopy for Chemical Analysis），
这一称谓仍在分析领域内广泛使用。
2
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统
概述
• XPS是瑞典K.Siegbahn教授及其同事经近20年潜心研究，于六十年代中期研制开发的一种新型表面分析方法。
3. 逃逸深度（λm）
• 只有那些来自表面附近在逃逸深度以内的光电子才没有经过散射而损失能量，才对确定 Eb的谱峰有所贡献。
• 对于XPS 有用的光电子能量100~1200eV λm =0.5~2.0nm（金属） =4~10nm（高聚物）
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篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统
• 他们发现了内层电子结合能的位移现象，解决了电子能量分析等技术问题，测定了元素周期表中各元素轨道结合能，并成功地应用于许多实际的化学体系。

表面分析技术(成分分析)教材

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LEED样品制作
要求：
•单晶样品 •处理方式洁净
样品放进样品室以前需用酸清洗，除去表面氧化膜
进真空室后，超真空条件下加高温，使内部杂质偏析到表面，形成氧化物或碳化物
用Ar离子轰击样品表面，对样品进行清洁处理
维持真空环境，适当温度下退火，得到有序的表面
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LEED应用及举例
LEED是一种研究表面结构、物理化学过程的有力工具，在物理、化学、材料、信息等领域得到广泛应用，如研究表面二维结构、重构、分析层薄可分析元素范围广（H、He除外）分析区域小可进行元素化学态分析
定量分析精度较低
SAM（Scanning Auger Microprobe）扫描俄歇微探针。反映某一元素在表面成分分布，并与表面形貌相联系。离子溅射枪，能进行剥层分析即体分布分析，因此可用它来研究样品表面扩散、氧化、沾污、沉积等，可用低能电子衍射（EELS）配合进行表面结构分析。 LOGO
俄歇电子的检测-试样形式
具有较低蒸汽压（RT:<10-3Torr）的固体：金属、陶瓷、有机材料。高蒸汽压材料和液体材料可进行冷却处理，液体样品还可制成薄膜涂在导电物质上。
尺寸表面形貌
能分析的单颗粉末粒子直径可小至1mm；最大尺寸取决于仪器，通常Φ155mm。
最好平整表面，粗糙表面可在局部小面积（1mm2 ）上分析或在大面积上（ Φ0.5mm ）取均值。
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SIMS原理
离子源
热阴极电离型离子源
双等离子体离子源
液态金属场离子源
•金属表面直接加热离子源提供Cs+。级联碰撞效应小，纵向分析时深度分辨率高。

表面分析技术综述

表面分析技术综述—有感于屠一锋教授所讲仪器分析之表面分析技术摘要：表面分析技术是通过分析探束或探针与材料表面发生作用产生的许多信息而研究表面的。

主要分为表面形貌分析、表面组分分析和表面结构分析等几大部分，其中表面形貌分析技术有扫描电镜、透射电镜、扫描隧道显微镜、原子力显微镜等；表面组分分析技术主要有俄歇电子能谱、光电子能谱、二次离子质谱、电子探针显微分析、离子探针显微分析等；表面结构分析技术主要有x射线衍射、电子衍射和中子衍射等。

本文主要讨论了上述方法技术的原理、适用范围及特点。

关键词：表面表面分析技术TEM SEM STM AES XPS XRD 应用发展一引言：物体与真空或气体间的界面称为表面，由于表面的最外层电子层原子的成键力士不饱和的，所以表面具有内部体相所不具备的特殊物理化学性质。

因此，很多的物理化学过程，如催化、氧化、钝化、吸附、扩散等，常常首先发生在表面，甚至仅仅发生在表面。

表面的化学组成、原子排列、电子状态等往往和体相不同，有其特性和重要性。

表面分析是机遇光子、电子、离子和电场与所研究材料相互作用的物理技术，对一个原子层到几微米厚的物质表面层进行分析表征的学科。

能提供三方面的信息：①.表面化学状态，包括元素种类、含量、化学价态以及化学成键等；②.表面结构，从宏观的表面形貌，物相分布以及元素分布到微观的表面原子空间排列；③.表面电子态，涉及表面的电子云分布和能级结构。

表面分析可大致分为表面形貌分析、表面成分分析和表面结构分析三类。

表面形貌分析指“宏观”几何外形分析，主要应用电子显微镜(TEM、SEM等)、场离子显微镜(FIM)、扫描探针显微镜(SPM，如STM、AFM等)等进行观察和分析。

表面成分分析包括表面元素组成、化学态及其在表层的分布(横行和纵向)测定等，主要应用X射线光电子能谱(XPS)、俄歇电子能谱(AES)、电子探针、二次离子质谱(SIMS)和离子散射谱(LSS)等。

表面结构分析指研究表面晶相结构类型或原子排列，主要应用低能电子衍射(LEED)、光电子衍射(XPD)、扫描隧道显微镜和原子力显微镜等。