Bei der Analyse der Zusammensetzungen eines Materials oder einer Schicht hängt die Auswahl der Analysetechnik oder der -techniken damit zusammen ob bereits vorab Informationen verfügbar sind, welche Informationen genau erforderlich sind (Hauptelemente, Spurenelemente, chemische Verbindungen) und ob es sich um eine Volumen-, Oberflächen- oder Schichtanalyse handelt.

Oberflächernanalyse

Zur Analyse der Zusammensetzung einer Oberfläche, sind Analysewerkzeuge erforderlich, die eine geringe Informationstiefe aufweisen (< 10 nm). Das sind beispielsweise die Photoelektronenspektroskopie (XPS) oder die Sekundärionenflugzeitmassenspektrometrie (TOF-SIMS).

Darüberhinaus steht die ATR-IR als spezielles Verfahren der Infrarotspektroskopie zur Verfügung. Teilweise kann auch die Röntgenmikrobereichsanalytik (EDX) wichtige Beiträge leisten, allerdings liegt die Informationstiefe bereits im Bereich ~ 1 µm.

Dünnschicht Analysen

Je nach Dicke der zu analysierenden Schicht können unterschiedlichste Ansätze angewendet werden. Bei etwas dickeren Schichten (ca. > 100 nm) kann eine Analyse am Querschliff beispielsweise mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM) und Röntgenmikrobereichsanalysen (EDX) bezüglich der Elementzusammensetzung und des Aufbaus durchgeführt werden.

Organische Haupt-Komponenten können teilweise mittels Infrarotspektroskopie (FTIR / ATR-IR) untersucht werden. Bei dünneren Schichten kommen typischerweise oberflächenanalytische Techniken ggf. als Sputtertiefenprofil zum Einsatz. Die Sekundärionenmassenspektroskopie (TOF-SIMS) eignet sich dabei primär zur qualitativen Identifikation von organischen Haupt- und Nebenkomponenten wie z.B. Additiven.

Die Photoelektronenspektroskopie (XPS) eignet sich dabei vor allem zur quantitativen Analyse der Elementzusammensetzung und der Bindungszustände an der Oberfläche und in der Tiefe der Schicht.

Volumenanalyse

Eine Volumenanalyse wird entweder mit Techniken durchgeführt die eine sehr hohe Informationstiefe besitzen, wie z.B. die Röntgenfluoreszenez (XRF), oder indem das Material zunächst aufgeschlossen wird und dann mit geeigneten Verfahren wie ICP-OES (Induktiv gekoppeltes Plasma mit Optischer Emissions Spektroskopie) bezüglich der Haupt- und Spurenelemente analysiert werden kann.