使用石英晶体微天平测量亚单层沉积物的质量：测量表面氧化物的化学计量比

本文描述了一种高分辨率石英晶体微量天平（QCM），其在6 MHz下的重复性为0.2 Hz，前提是频率始终在微量天平的相同温度下测量，直到0.1°C以内。这使得微天平能够测量相当于约0.1单层氧原子的质量变化。由于其高质量灵敏度，QCM可用于超薄氧化物薄膜化学计量比的绝对测量。用其他方法很难获得超薄金属氧化物化学计量比的绝对测量值。在这项技术中，在超高真空条件下，在石英晶体的金电极上沉积大约一层金属膜后，测量频率偏移。然后将沉积的薄膜在低压氧气中氧化完成，并在与之前相同的温度下再次测量频率偏移。频移和原子质量的比值给出了氧化物的化学计量比。在QCM的多晶金电极上，亚单层量的锑完全氧化后，测得氧与锑原子的比率为一。然而，建议形成的氧化物的化学计量比可能是SbAuO，而不是SbO，因为后者不满足化合价考虑。使用电感耦合等离子体质谱仪检查了微量天平测量的准确性，该质谱仪可以方便地测量，迁地单层沉积物的质量，精确度为百分之几。