【上新啦】X射线光电子能谱仪正式启用

分析测试中心利用学校“双一流”建设经费,引进了一台PHI 5000 VersaProbe Ⅲ X-射线光电子能谱仪(XPS)。目前,该设备已完成各项调试工作,并经过数月试运行和实际样品测试,获得了较为满意的测试结果,即日起正式加入中心开放共享服务的行列。


X-射线光电子能谱技术是通过使用X射线束照射固体样品表面并收集从样品表面出射的光电子,来表征表面元素及化学态组成。通常,XPS测量分析深度小于10nm,同时取决于逸出光电子的动能。光电子能谱包含被检测元素化学态的结合能信息。VersaProbe Ⅲ XPS可进行表面成分分析、多层薄膜结构深度剖析以及化学态成像等。中心引进的XPS还搭配了紫外光电子能谱、扫描俄歇电子能谱、碳60和GCIB团簇离子源、气体反应管、冷热样品台等多种技术手段。

该设备主要用于原材料表面分析(包括表面主要成分,添加组分,微量/痕量杂质/掺杂组分,微区成分差异分析等)产品与器件表面分析(包括多点、多区域分析)和失效与表面缺陷分析(包括腐蚀,污染,颗粒,表面吸附扩散)等,在固体物理学、基础化学、催化科学、腐蚀科学、材料科学、微电子技术、薄膜研究等领域具有极其广泛的应用。
一、VersaProbe Ⅲ XPS的主要有如下主要功能:
1、表面灵敏度:主要获得表面深度10纳米以内的成分信息
2、全谱扫描:表面纳米级厚度元素成分表征 ( Li~U)
3、窄谱(精细谱)扫描: 每种元素存在的化学态信息表征
4、定量分析:元素以及化学态的百分含量 (探出限:原子百分比0.1%)
5、线和面扫描:各元素/化学态在线或面表面的分布
6、深度剖析:不同成分的深度分布信息,从而表征表面的钝化程度,掺杂深度,吸附或扩散深度,薄膜结构等
7、价带谱,功函数分析(UPS)
二、该设备的关键技术特性包括:
1、扫描式聚焦X射线源能更有效分析微米级微区,扫描式X射线成像能够使分析区域定位更方便
VersaProbe Ⅲ XPS的X射线源可提供最小直径小于10μm到400μm以上的各种X射线光束。在软件的控制下,通过扫描X射线光束可以确定多个分析的点、线或面。另外,该X射线源的一项独特能力是能够在分析前快速采集样品表面的二次电子图像(SXI),提供分析区域的细微特征。由于XPS分析和SXI成像使用同一个分析器,因此定位分析区域的细微特征精准度非常高。
2、全自动双束电荷中和设计使分析导体和非导体更容易
VersaProbe Ⅲ XPS特有的双束电荷中和方法,采用低能电子和低能离子束来中和绝缘体的表面电荷,在分析不同类型样品时无需调试就能提供稳健的电荷补偿。浮动柱状离子枪和冷阴极发射器可以在超低能作用下提供最大密度的离子和电子流。
三、测试结果示例
1、XPS测试

2、紫外光电子附件(UPS)用于价带谱测试

2、紫外光电子(UPS)用于功函数测试

3、反光电子能谱(IPES)测试

4、双阳极测试

5、扫描俄歇分析

6、GCIB测试



审核:高培峰
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