Glimmentladungsspektroskopie

Die Glimmentladungsspektroskopie (engl. glow discharge optical emission spectroscopy, kurz GDOES) ist eine spektroskopische Methode zur Bestimmung der chemischen Zusammensetzung von Werkstoffen. Bei der GDOES wird zwischen der Anode und der kathodisch geschalteten Probe eine Glimmentladung in einer Argon-Atmosphäre erzeugt. Aufgrund des elektrischen Potentials wird die Probe mit hochenergetischen Argon-Ionen bombardiert, wodurch Atome aus der Probenoberfläche herausgeschlagen werden. Die zerstäubten Atome werden durch Stöße mit Elektronen angeregt und emittieren infolgedessen Licht im sichtbaren Bereich. Dieses Licht wird durch ein holographisches Gitter spektral zerlegt und von Detektoren gemessen. Jedes Element besitzt ein charakteristisches Wellenlängenspektrum, sodass die gemessenen Spektrallinien eindeutig den jeweiligen Elementen zugeordnet werden können. Dieses Verfahren bietet die Möglichkeit tiefenabhängig den Konzentrationsverlauf der chemischen Elemente zu ermitteln.

Der LWT verfügt über einen Spektrometer GDA 750 HR der Firma Spectruma Analytik GmbH (Hof, Deutschland). Die GDOES wird zur Bestimmung des chemischen Tiefenprofils von PVD-Dünnschichten mit mehrlagigem Schichtaufbau eingesetzt. Bei plasmanitrierten Stählen kann ebenfalls der gradierte Verlauf des Stickstoffgehalts im Randbereich ebenfalls ermittelt werden. Durch die Wahl geeigneter Analyseparameter lassen sich hohe Tiefenauflösungen realisieren, sodass diese Methode äußerst vielseitig für die Charakterisierung der chemischen Zusammensetzung von Dünnschichten und Substratwerkstoffen ist.