島津Kratos作為表面分析領(lǐng)域的知名廠商，其XPS產(chǎn)品廣泛的服務(wù)于全球用戶，包括3M、Corning、Dow、Intel、NIST。本期Kratos采訪了康寧美國的高級研究科學(xué)家Dr Kaveh Adib。
Kaveh Adib 在Brookhaven National Laboratory獲得博士后之后，在康寧公司的科學(xué)技術(shù)部門工作了15年。在公司任職期間，合作發(fā)表了多篇期刊文章，獲得了超過50項專利。
研究的領(lǐng)域主要包括玻璃、陶瓷等制品及改性，如抗菌、改善強度、光學(xué)、耐熱等性能的表面涂層等以及其他領(lǐng)域的一些研究。
案例1
Dr. Kaveh Adib等人報道了第一個成功的化學(xué)強化無堿玻璃。
離子交換是一種常用的化學(xué)強化含堿玻璃制品的技術(shù)，如Corning Gorilla玻璃。離子交換過程是通過相互擴散將玻璃中的小堿金屬離子替換為熔鹽浴中的大堿金屬離子。當(dāng)鹽浴中較大的堿金屬離子取代玻璃中較小的堿金屬離子時，在玻璃表面附近產(chǎn)生了壓應(yīng)力剖面，這增加了玻璃的強度和抗損傷性。但平板顯示的玻璃基板需要無堿環(huán)境，Dr. Kaveh Adib等人通過高壓和高溫下鋇鹽的水離子交換實現(xiàn)Ba2+取代了玻璃中的Ca2+和B3+，產(chǎn)生了接近200 MPa的表面壓應(yīng)力值。[1]
Dr. Kaveh Adib在康寧公司主要是負(fù)責(zé)X射線光電子能譜實驗室，使用XPS數(shù)據(jù)支持康寧內(nèi)部的一些探索性和問題解決的項目。以下為訪談的內(nèi)容。
Q：您能描述一下您一天工作嗎？
A:我沒有典型的一天，但我每周的工作比較規(guī)律。我通常會在周末安排大量的測試，以便有效地利用我們的實驗室儀器。當(dāng)我周一來到實驗室的時候，我會檢查在周末自動執(zhí)行的測試是否運行順利。我通常在白天分析結(jié)果，并為實驗室支持的不同項目準(zhǔn)備演示資料。每周五下午，我都會抽出一些時間來做一些有趣的、通常是探索性的實驗。在企業(yè)中擁有自己的XPS實驗室的好處是可以執(zhí)行長期的測試。
Q:在您的日常工作中，是如何使用Kratos的XPS？
A:我使用Kratos的儀器主要是為了解決問題和進行探索性工作。探索性的工作可以讓我們更好地洞察潛在的問題，使得我們能夠找到解決的辦法或在問題發(fā)生前確認(rèn)其嚴(yán)重程度。我們在Kratos的Axis Supra儀器上配備了一個表面科學(xué)站和低能離子散射譜，因此除了分析XPS之外，還可以從表面獲得其他的信息，以更詳細(xì)地了解表面的化學(xué)成分。
Q：工業(yè)實驗室對表面分析有不同的要求嗎?
A:雖然有許多相似之處，但學(xué)術(shù)研究和工業(yè)工作之間最重要的區(qū)別在于項目的時間。在像康寧這樣的工業(yè)環(huán)境中工作，可能涉及各種不同時間線的項目。有些項目的時間跨度很長，比如幾年，但有些項目的時間非常緊迫，比如幾周。對于緊急項目，我們通常只有有限的時間在公司內(nèi)部和各種外部客戶的截止日期前解決問題，這些客戶都有自己嚴(yán)格的截止日期。為了滿足客戶嚴(yán)格的截至期限，我們將優(yōu)化分析工作流程。例如，我們確保有關(guān)表面性能的決策試基于多種方法、可重復(fù)、高可信度測試的多種表面分析工具。
Q:表面分析(XPS)為康寧產(chǎn)品增加了什么價值?
A:康寧的許多產(chǎn)品都包含具有不同屬性的特定材料或表面。使用XPS來衡量、量化和保護康寧的知識產(chǎn)權(quán)一直是我們的目標(biāo)，當(dāng)然XPS是一種廣泛使用和成熟的分析工具。玻璃表面科學(xué)是康寧主要關(guān)注的領(lǐng)域之一，是一個非常迷人的領(lǐng)域。與晶體材料不同，在玻璃表面中，成分基本上是由特定的晶體結(jié)構(gòu)和方向“鎖定”的，你可以很容易地生產(chǎn)具有不同元素比例的表面，并將表面屬性與成分的變化聯(lián)系起來，從而深入了解表面化學(xué)的基本原理。當(dāng)然，康寧的表面科學(xué)不僅限于玻璃表面。
Q：表面分析教會了你什么？
A:表面分析最終探測到非常小的維度，理解這些小的維度使我有一種透視的感覺。例如，在半升水中，水分子的數(shù)量比我們宇宙中的恒星數(shù)量還要多!如果你取大約40個這樣的水分子，并將它們排成一行，就會得到略多于10納米的探測深度，這是XPS儀器的典型探測深度。
Q:對表面分析工作者有什么建議嗎？
A:可以試著預(yù)測在表面科學(xué)領(lǐng)域的短期、中期和長期研究重點。然后試著看看在相應(yīng)的時間里需要哪些技能和工具。
XPS是一個可以為科學(xué)研究提供有意義見解的工具。它為我的研究帶來了巨大的價值，最終也會為你和你的雇主帶來同樣的價值。
