Mit optischer Glimmentladungsspektroskopie GDOES chemische Konzentrationstiefenprofile dicker Schichten bestimmen

GDOES Gerät von Spectruma.
© Fraunhofer IST, Kirsten Schiffmann
GDOES-Gerät von Spectruma.

Optische Glimmentladungsspektroskopie GDOES

Glow Discharge Optical Emission Spectroscopy (GDOES) oder optische Glimmentladungsspektroskopie ist ein Verfahren zur Bestimmung der chemischen Zusammensetzung als Funktion der Tiefe für Schichtdicken von einigen 100 nm bis zu einigen hundert Mikrometern. Bei GDOES wird ein Ar-Plasma über der Oberfläche der Probe gezündet und das Material mit relativ hoher Rate abgetragen. Die abgetragenen Atome sind angeregt und emittieren daher Licht im sichtbaren Bereich, welches mit einer Vielzahl von Spektrometern gemessen wird. So wird die Konzentration der Elemente bestimmt. 

Anwendungsbereiche der optischen Glimmentladungsspektroskopie GDOES

Einsatzfelder: Routineuntersuchungen von unter anderem Nitrier-, Borier- oder Carburierschichten, galvanischen Schichten, Spritzschichten, anorganische Lacke. 

Vorteile:

  • Schneller Abtrag auch sehr dicker Schichten innerhalb von Minuten
  • Nachweisgrenzen im Bereich 0,01 %

Einschränkungen: 

  • Geringe Ortsauflösung (5 mm)
  • Keine gewölbten Proben
  • Geringere Tiefenauflösung durch Kraterrandeffekte. 
  • Kalibrieraufwand

Chemische Konzentrationstiefenprofile dicker Schichten mittels optischer Glimmentladungsspektroskopie (GDOES)

Glimmentladungsspektroskopie GDOES Tiefenprofil eines carbonnitrierten Stahls: GDOES-Tiefenprofil eines carbonitrierten Stahls zeigt die Tiefenverteilung von Kohlenstoff und Stickstoff auf einer logarithmischen Tiefenskala.
© Fraunhofer IST

GDOES-Tiefenprofil eines carbonitrierten Stahls zeigt die Tiefenverteilung von Kohlenstoff und Stickstoff auf einer logarithmischen Tiefenskala.