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k 2
I 2 t 1 R
U95 .124 12 .0040 (eV) (C.6)
k
kを7,tk−1を=2.447とすると,式(C.6)から,式(C.7)に示すように
2 2 1
U95I
≦ 1.2 R .0040 (eV) (C.7)
となる。
C.2 通常の校正に関する不確かさの計算法
I
ほとんどの分光器のエネルギー軸の誤差は,近似的には運動エネルギーEに比例する。ε2がUよりも小
95
さく,それゆえエネルギー軸が線形にとれるであろうことが分かっても,これは単にエネルギー値Eref 2で
I
の不確かさUが分かるだけである。σRが,σR1,σR2,σR4又はσR3の最も大きいものと等しいとした解析に
95
よって,運動エネルギー0 eV2 250 eV(Au M5N6, 7N6, 7を用いた場合)又は0 eV1 550 eV(Al KL2, 3L2, 3
cI
を用いた場合)の領域での全体的な不確かさUが与えられる。ここで(参考文献[7]参照),
95
1.5t6
U95cI ≦ 12
R
(C.8)
m
であり,mは日常的な校正手順での繰返し回数である。式(C.8)から,
U95cI ≦ 6.2
R ,m=2 (C.9)
≦ 7.3R,m=1 (C.10)
I
となり,式(12)及び式(13)で示されたものが求められる。|ε2|がUよりも大きいかδ/4よりも小さいのであ
95
れば,校正はまだ有効である。この場合にε2の値は,校正の不確かさに含まれなければならない。エネル
ギー軸の誤差がEについての二次の依存性があると仮定するのであれば,非線形的な寄与は,Au M5N6, 7N6,
7を用いた場合の0 eV2 250 eVの間の運動エネルギー領域又はAl KL2, 3L2, 3を用いた場合の0 eV1 550
eVの間の領域において,1.15ε2で最大となり,−1.15ε2で最小となる。さらに,三次のエネルギー軸の誤
差は,±1.2ε2の間に入る。したがって,エネルギー軸全体の不確かさU95は,式(11)から,式(C.11)で与え
られる。
I 2 2 1
U95 95
2.1 2 (C.11)
――――― [JIS K 0166 pdf 26] ―――――
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附属書D
(参考)
測定した運動エネルギーの不確かさの考え方
D.1 一般
この附属書は,分光器のエネルギー軸の目盛の校正の不確かさの決定法について記載する。すなわち分
析者は,さらなる(例えば,新しい)ピークエネルギー値を決定する場合の不確かさを引用しようとする
であろう。この附属書では,これを“分析不確かさ”(UA)と呼ぶ。次に概要を示すとおり,考慮するの
がよい三つの一般的な場合がある。これら三つは,全て新しいピークの繰返し性の標準偏差σRnewを含んで
いる。
D.2 表面電位が分析試料のほとんどの部分で一定のときに,一つのスペクトル中の二つの化学状態に対
して測定されたオージェ電子ピークの間でのエネルギーの差
この場合,分光器が0.1 %以上の目盛誤差をもつことはまれであり,更に化学状態間のエネルギー差は
10 eV未満であるので,ここで行った校正の不確かさの多くは特に考慮する必要はない。6.7で規定してい
る測定の繰返し性には試料の位置が大きく影響するが,この場合は,関連するいずれのピークについても
共通条件であるため,やはり考慮する必要はない。ピークが重なり合っていないのであれば,分離に対す
る不確かさはそれぞれのピークに定義される不確かさによって定義される。ピークが重なり合っている場
合には,スペクトルの最大値を与えるエネルギー値は,各成分のピークのエネルギー値と一致しない。し
たがって,通常はピーク分離を行うソフトウェアを利用して,それぞれの成分ピークの運動エネルギーを
求める。有効なソフトウェアによる場合,分析の不確かさは,この校正法で議論した項目よりもむしろピ
ークフィッティング[16], [17] からくる統計誤差に支配される。
D.3 続けて測定した二つの試料の化学状態に対する測定されたオージェ電子ピークのエネルギー差
D.2のように,ほとんどの校正の不確かさは無視でき,分析の不確かさは二つのピークの繰返し性の標
準偏差に依存する。測定している新しいピークに対する繰返し性の標準偏差σRnewが校正時に決定されたσR
の値に等しいとき,導体試料に対する信頼度95 %でのエネルギー差の分析の不確かさは,次の式で求める。
UA=tk−121/2σR (D.1)
k=7とすれば,
UA=3.5σR (D.2)
絶縁物試料の場合は,帯電補正の不確かさを含める必要がある。この不確かさは,主に他の要因で支配
される。
着目している多くのピークに対して,これらのピークはしばしば校正に用いられる適切な金属のピーク
よりも幅が広く強度も弱いことから,σRnewがσRよりも大きくなることに注意する。
D.4 校正の直後に測定した単一ピークのエネルギー
分光器のドリフトが無視できるように分光器を校正した直後にピークエネルギーの測定が行われた場合
は(6.14参照),不確かさは,式(11)及び式(C.11)で与えられるが,新しいピークに対する項も含まれる。
式(11)及び式(C.11)の条件に対して,分析不確かさは式(D.3)で表される。
――――― [JIS K 0166 pdf 27] ―――――
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UA
2
U95cI E 2.1 2
2 jt
1 Rnew
2
1
紀 (D.3)
これは新しいピークに対してj回の測定の分散からσRnewが導出されるということを仮定している。実際
には,もちろん,一般的にσRnewが測定されることはない。σR1,σR2,σR4又はσR3がσRに等しいかそれより
小さければ,式(D.3)は評価できる。通常の校正におけるCu M2, 3VV及びAu M5N6, 7N6, 7ピークに対する2
回の繰り返し又は1回の測定及び新しいピークに対する1回のスペクトル測定に対して,分析の不確かさ
は式(D.4)及び式(D.5)で表される。
2 2 1
UA ≦ 6.3 R 2.1 2 (m=2) (D.4)
かつ,
2 2 1
UA ≦ 4.4 R 2.12 (m=1) (D.5)
D.3で述べたように,式(D.3)を用いる場合は,多くの新しいピークに対してσRnewはσRより大きい。
D.5 校正の間における単一ピークのエネルギー
校正の間に測定された新しいピークに対して,分析の不確かさは式(D.6)の関係にある。
UA≦δ+tj−1σRnew (D.6)
ここで,D.4のように,新しいピークの繰返し性の標準偏差σRnewはj回の測定で定義される。
先に述べたように,σRnewが,以前の新しいピークの7回測定の記録による校正で決定したσRの値より
小さいか等しいならば,新しいピークのスペクトル1回の測定に対して,分析の不確かさは式(D.7)の関係
にある。
UA≦δ+2.5σR (D.7)
D.3で述べたように,多くの新しいピークに対してσRnewはσRより大きい。
――――― [JIS K 0166 pdf 28] ―――――
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K 0166 : 2011
参考文献
[1] JIS Q 17025 試験所及び校正機関の能力に関する一般要求事項
注記 対応国際規格 : ISO/IEC 17025,General requirements for the competence of testing and
calibration laboratories(IDT)
[2] SEAH, M.P. and TOSA, M., Linearity in electron counting and detection systems, Surface and Interface
Analysis, Mar. 1992, vol. 18, no. 3, pp. 240-246
[3] SEAH, M.P., LIM, C.S. and TONG, K.L. Channel electron multiplier efficiencies: the effect of the pulse
height distribution on spectrum shape in Auger electron spectroscopy, Journal of Electron Spectroscopy, Mar.
1989, vol. 48, no. 3, pp. 209-218
[4] SEAH, M.P., GILMORE, I.S. and SPENCER, S.J. XPS−Binding energy calibration of electron
spectrometers 4−Assessment of effects for different X-ray sources, analyser resolutions, angles of emission
and of the overall uncertainties, Surface and Interface Analysis, Aug. 1998, vol. 26, no. 9, pp. 617-641
[5] SAVITZKY, A. and GOLAY, M.J.E. Smoothing and differentiation of data by simplified least squares
procedures, Analytical Chemistry, July 1964, vol. 36, no. 8, pp. 1627-1639
[6] SEAH, M.P. and SMITH, G.C. AES: Energy calibration of electron spectrometers, II−Results of a BCR
interlaboratory comparison co-sponsored by the VAMAS SCA TWP, Surface and Interface Analysis, Feb.
1990, vol. 15, no. 2, pp. 309-322
[7] SEAH, M.P. AES: Energy calibration of electron spectrometers, IV−A re-evaluation of the reference
energies, Journal of Electron Spectroscopy, December 1998, vol. 97, no. 3, pp. 235-241
[8] SEAH, M.P., SMITH, G.C. and ANTHONY, M.T. AES: Energy calibration of electron spectrometers I−An
absolute, traceable energy calibration and the provision of atomic reference line energies, Surface and
Interface Analysis, May 1990, vol. 15, no. 5, pp. 293-308
[9] SEAH, M.P. and SMITH, G.C. Spectrometer energy scale calibration, Appendix 1: in Practical Surface
Analysis Vol 1: Auger and X-ray Photoelectron Spectroscopy, Chichester: Wiley, 1990, pp. 531-540
[10] SEAH, M.P. and GILMORE, I.S. AES: Energy calibration of electron spectrometers III−General calibration
rules, Journal of Electron Spectroscopy, Feb. 1997, vol. 83, nos. 2,3, pp. 197-208
[11] SEAH, M.P. and ANTHONY, M.T. A verification of the relativistic correction for electrostatic electron
spectrometers, Journal of Electron Spectroscopy, Feb. 1995, vol. 35, nos. 1,2, pp. 145-153
[12] GOTO, K. and SHIMIZU, R. Absolute Auger electron spectroscopy: accuracy and detectability, International
Symposium on Atomic Level Characterisations for New Materials and Devices, 23-28 November 1997,
Hawaii, Japan Society for Promotion of Science, Tokyo, 1990, pp. 403-406
[13] ISO 7870-1,Control charts−Part 1: General guidelines
[14] ISO 7873,Control charts for arithmetic average with warning limits
[15] CUMPSON, P.J., SEAH, M.P. and SPENCER, S.J. Simple procedure for precise peak maximum estimation
for energy calibration in AES and XPS, Surface and Interface Analysis, Sept. 1996, vol. 24, no. 10, pp.
687-694
[16] CUMPSON, P.J. and SEAH, M.P. Random uncertainties in AES and XPS: 1: Uncertainties in peak energies,
intensities and areas derived from peak synthesis, Surface and Interface Analysis, May 1992, vol. 18, no. 5,
pp. 345-360
[17] SEAH, M.P. and BROWN, M.T. Validation and accuracy of software for peak synthesis in XPS, Journal of
――――― [JIS K 0166 pdf 29] ―――――
28
K 0166 : 2011
Electron Spectroscopy, Aug. 1998, vol. 95, no. 1, pp. 71-93
――――― [JIS K 0166 pdf 30] ―――――
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JIS K 0166:2011の引用国際規格 ISO 一覧
- ISO 17974:2002(MOD)
JIS K 0166:2011の国際規格 ICS 分類一覧
JIS K 0166:2011の関連規格と引用規格一覧
- 規格番号
- 規格名称
- JISK0147:2004
- 表面化学分析―用語