多功能型光電子能譜儀詳細配置及技術指標

3/3多功能型光電子能譜儀詳細配置及技術指標多功能型光電子能譜儀詳細配置及技術指標

一、系統(tǒng)主要結構和功能要求

1.儀器主體為兩室結構，分別是分析室和樣品制備室兼快速進樣室；

2.超高真空分析室內應實現(xiàn)單色化XPS、雙陽極XPS、成像XPS、深度剖

析XPS、離子散射譜ISS、能量損失譜REELS、紫外光電子能譜（UPS）、自動化五軸樣品臺及樣品加熱等功能；配備獨立的從粗真空到超高真空

抽氣系統(tǒng)；

3.樣品制備室應實現(xiàn)樣品的大束斑離子清潔、至少三個樣品托的停放臺以

及超高真空監(jiān)測等功能；配備獨立的從粗真空到超高真空抽氣系統(tǒng)；

二、系統(tǒng)各部分詳細配置及相應要求：

1.分析室

1.1真空腔及抽氣系統(tǒng)

1.1.1真空腔為純μ金屬制造，外徑不低于300mm；

1.1.2抽氣系統(tǒng)為鈦升華泵、磁懸浮渦輪分子泵以及機械泵各一套；

1.1.3烘烤12小時并完成除氣，抽氣48小時后，系統(tǒng)本底真空優(yōu)于

5.0x10-10mbar;

1.2能量分析器

1.2.1180ο半球能量分析器，半徑不小于150mm；

1.2.2能量掃描范圍為0~5000eV；

1.2.3外罩為純μ金屬制造；

1.3探測器

1.3.1電子倍增器,用于XPS能譜；

1.3.2微通道板探測器，用于XPS成像，可實現(xiàn)小于6μm成像區(qū)域的能譜獲??；

1.4單色化X射線源

1.4.1微聚焦單色化AlKαX射線源;

1.4.2束斑面積從900μm到200μm連續(xù)可調；

1.4.3最優(yōu)能量分辨率：對Ag3d5/2峰，半高寬優(yōu)于0.45eV；

1.4.4大束斑靈敏度：對Ag3d5/2峰能量分辨優(yōu)于0.5eV時，靈敏度

（要求為常規(guī)工作條件下實際值）應好于400kcps；

1.4.560μm束斑靈敏度：對Ag3d5/2峰的能量分辨優(yōu)于0.5eV時，

靈敏度（要求為常規(guī)工作條件下實際值）應好于20kcps；

1.4.620μm束斑靈敏度：對Ag3d5/2峰的能量分辨優(yōu)于0.5eV時，

靈敏度（要求為常規(guī)工作條件下實際值）應好于500cps；

1.5雙陽極X射線源

1.5.1Al/Mg雙陽極AlKαX射線源，單源功率均不低于400W；1.5.2對Ag3d5/2峰，能量分辨優(yōu)于0.8eV時，靈敏度優(yōu)于650,000cps1.5.3另提供高能X射線源Zr/Ti雙陽極靶材一套，實現(xiàn)高能XPS以

及高能XAES；

1.6成像XPS

快速平行成像，對Ag3d5/2，線掃描的最佳空間分辨率優(yōu)于3μm；

1.7超高真空監(jiān)測裝置

1.7.1可實現(xiàn)大氣至10-10mbar范圍的連續(xù)真空測量；

1.7.2系統(tǒng)軟件可顯示系統(tǒng)真空壓力值；

1.8離子散射譜ISS

在1keVHe離子作用于清潔金表面，能量分辨優(yōu)于15eV時，靈敏度應優(yōu)于20,000cps/nA；

1.9電子能量損失譜REELS

分析室可實現(xiàn)電子能量損失譜配置，電子槍發(fā)射的電子最高能量應不低于1000eV，能量分辨率優(yōu)于0.5eV;

1.10深度剖析離子槍

1.10.1工作氣體為He、Ar或Ne；

1.10.2離子能量100eV~3000eV連續(xù)可調；

1.10.33keV情況下，束流應高于6μA；

1.10.4在

2.5uA和4keV時，束斑直徑應不高于200μm；

1.10.5差分抽氣，離子槍工作時，分析室內真空度優(yōu)于3.0x10-7mbar；

1.10.6可通過離子束流的偏轉和掃描，實現(xiàn)Ar離子致SEM譜；

1.11樣品臺

1.11.1軸向：5軸樣品臺，即X、Y、Z移動，傾斜及旋轉；

1.11.2移動：X方向不小于50mm，Y方向不小于20mm，Z方向不

小于10mm；

1.11.3移動精度1μm；

1.11.4傾斜：以水平方向為軸-90o～＋60o；

1.11.5通過樣品實時圖像上，可通過鼠標點擊實現(xiàn)樣品臺的移動；

1.11.6加熱和冷卻：可實現(xiàn)最高600K的加熱以及最低170K的冷卻；

1.12電荷中和系統(tǒng)

對PET絕緣樣品，在O-C=O結構中C1s峰能量分辨(FWHM)優(yōu)

于0.82eV時，C-C結構中C1s峰的靈敏度（要求為正常工作條

件下的真實測量值）優(yōu)于60,000cps；

1.13樣品觀察

1.13.1可變焦彩色CCD攝像頭電視顯示系統(tǒng)，能清楚觀察樣品500um~3mm區(qū)域圖象；

1.13.2分析室需具備CF75觀察視窗兩個，并裝有防X射線玻璃；

1.13.3觀察窗口法線方向需位于水平線以上，以方便觀察。

1.14俄歇電子能譜（AES）

1.14.1電子槍：肖特基場發(fā)射電子槍；

1.14.2系統(tǒng)配有滿足絕緣樣品AES電荷中和需要的離子中和源

1.14.3空間分辨率，10keV／5nA時優(yōu)于95nm；

1.14.410kV／5nA（FRR＝0.5％）時Cu樣品LMM峰（918eV），強

度不低于600kcps，與955eV處背景相比，10keV時信噪比

好于750:1；

2.樣品制備室

2.1真空腔及抽氣系統(tǒng)

2.1.1不銹鋼制造；

2.1.2抽氣系統(tǒng)為獨立的一套渦輪分子泵和機械泵；

2.1.3本底真空度應優(yōu)于8.0x10-9mbar;

2.2多層樣品停放臺

可一次停放至少三個樣品托；

2.3大束斑樣品清潔離子槍

2.3.1工作氣體為He、Ar或Ne；

2.3.2離子能量300eV~3000eV連續(xù)可調；

2.3.3束斑最大直徑15~20mm；

2.5超高真空監(jiān)測裝置

超高真空陰極離子規(guī)一套；

4.系統(tǒng)控制及標定

4.1譜儀參數(shù)設置，系統(tǒng)軟件應實現(xiàn)可視化操作；

4.2譜儀硬件控制

4.2.1分析部件均可通過系統(tǒng)軟件控制

4.2.2系統(tǒng)軟件具備可視化操作界面，實現(xiàn)對真空泵、閥門、真空

規(guī)、離子槍、中和槍以及加熱冷卻等的控制；

4.2.3所有進氣閥門均可通過軟件控制實現(xiàn)自動化開啟和關閉；

4.2.4系統(tǒng)軟件內置真空安全互鎖控制模塊，可有效禁止真空設備

的誤操作。

4.4多功能樣品臺，樣品臺移動可通過鼠標操作實時的光學像而實現(xiàn)，并具有可視化操作界面，

5.隨系統(tǒng)計算機一臺，預裝數(shù)據(jù)采集和處理軟件包

5.1數(shù)據(jù)處理方法：定性分析、定量分析、曲線擬合等；

5.2需具備SMART本底扣除方法；

5.3數(shù)據(jù)庫：包括完整的XPS、AES和ISS數(shù)據(jù)庫