Системы фотоэлектронной спектроскопии XPS
Фотоэлектронный спектрометр с высоким угловым разрешением
| Основная аналитическая камера | Материал и конструкция | Нержавеющая сталь SUS316L, двойной слой μ-металла |
|---|---|---|
| Остаточное магнитное поле | Тип. ≤5 мГс; Опт. ≤1 мГс | |
| Предельный вакуум | ≤ 5×10⁻¹¹ мбар (после длительного прогрева) | |
| Анализатор энергии | Тип | Полусферический анализатор R200D |
| Средний радиус анализатора | 200 мм | |
| Энергетический диапазон | 0.5 эВ ~ 1500 эВ | |
| Проходящая энергия (Pass Energy) | 1~200 эВ, несколько на выбор | |
| Энергетическое разрешение | ≤ 1.8 мэВ (FWHM @ Ep=2 эВ, Ek=9.1 эВ) | |
| Угловое разрешение | ≤ 0.1° (с пятном 0.1 мм) | |
| Режимы работы линзы | Режим передачи, углоразрешённый режим | |
| Угловой диапазон | ±15°, ±7°, ±3.5° | |
| Режимы сбора данных | Фиксированный режим, режим сканирования | |
| Криогенный столик для образца | Тип | 6-осевой криогенный столик (открытого или закрытого цикла) |
| Минимальная температура | Тип. 6 К; Опт. 4 К | |
| Способ охлаждения | Открытый или закрытый цикл | |
| Линейное перемещение | XYZ; диапазон под заказ; точность 2 мкм | |
| Вращение | Polar, Azimuth, Tilt; мин. шаг 0.001° | |
| Управление | Полностью моторизованный привод, ПЛК | |
| Ультрафиолетовый источник | Модель / Тип | VUV430-AF-MONO и аналоги |
| Световой поток | ≥ 6×10¹¹ фотонов/сек | |
| Применимые газы | He, Kr, Xe и др. | |
| Источник возбуждения | Твердотельный ВЧ-источник | |
| Монохроматор | Тороидальная решётка или двухкристальный монохроматор | |
| Промежуточная камера | Материал | Нержавеющая сталь 316L |
| Функции | Передача и хранение образцов, ионная очистка (Ar⁺), отжиг | |
| Загрузочная камера | Материал | Нержавеющая сталь 316L |
| Функции | Быстрая загрузка, многопозиционное хранение, соединение с перчаточным боксом | |
| Система нагрева | Нагрев потоком горячего воздуха; макс. 200°C | |
| Система управления | Реальное отображение вакуума, управление и защита системы | |
HR-ARPES – это фотоэлектронный спектрометр с высоким угловым разрешением, основанный на методе фотоэмиссионной спектроскопии. Этот метод анализа материалов основан на фотоэлектрическом эффекте: образец облучается квантами света (фотонами), что вызывает испускание фотоэлектронов. Основной принцип метода заключается в измерении энергии, интенсивности и угла вылета этих фотоэлектронов.
Высокая поверхностная чувствительность. Метод позволяет анализировать только верхние слои образца толщиной в несколько нанометров, что делает его незаменимым для исследования поверхностных свойств материалов.
Высокая энергетическая разрешающая способность. Метод позволяет различать электроны с разными энергиями с чрезвычайно высокой точностью, что является ключом к наблюдению тонких электронных эффектов.
Принцип работы системы HR-ARPES заключается в облучении образца монохроматизированным ультрафиолетовым излучением (UV), что вызывает выбивание фотоэлектронов из валентной зоны. Измеряя их кинетическую энергию и угол вылета с помощью высокоточного полусферического анализатора, система строит зависимость энергии электрона от его импульса — энергетическую дисперсию E(k). Это позволяет с беспрецедентной точностью определять электронную структуру, дисперсию зон и форму Ферми-поверхности материалов.
Ключевой особенностью установки является использование полусферического анализатора с большим средним радиусом 200 мм и высоким энергетическим разрешением ≤ 1.8 мэВ. Система спроектирована для работы со сверхнизкими температурами (типично 6 К, оптимально 4 К), что необходимо для «заморозки» тепловых колебаний атомов и наблюдения квантовых явлений в конденсированных средах.
Для обеспечения чистоты образцов и подготовки поверхностей система состоит из трёх основных вакуумных камер: аналитической, промежуточной (с функцией отжига и ионной очистки) и загрузочной (с возможностью интеграции с перчаточным боксом для работы с чувствительными к воздуху образцами, такими как топологические изоляторы или новые квантовые материалы).
Таким образом, HR-ARPES является мощным методом анализа поверхности материалов, который сочетает высокую поверхностную чувствительность и энергетическую разрешающую способность фотоэмиссионной спектроскопии с беспрецедентным угловым разрешением для прямого зондирования электронной структуры.
В запросе укажите XPS HR-ARPES. Укажите тип образца, задачу анализа, энергетический или угловой диапазон и требуемые условия измерения.
