X光光電子能譜儀(XPS)

 

一、系統規格及型號:

1. 機型:Thermo Fisher Scientific Theta Probe

2. X-ray光源:Monochromated Anode X-Ray 為Al Kα(1486.6 eV)
光源可變範圍:15 μm - 400 μm

3. 電子能量分析器:Concentric Hemispherical Analyzer(CHA),解析度:0.02%~2%

4. 可偵測元素: Li ~ U (原子序 3 ~ 92)

5. 最大試片尺寸:6 cm × 6 cm (厚度< 2 cm)

6. 離子槍:Argon

7. 電荷補償系統:Flood Gun

8. 超高真空系統: ~10-9 Torr

 

二、系統外觀:

系統主要分四個部份:(1)X-Ray:提供XPS分析之入射X光源;(2)能量分析器:分析由試片表面射出的光電子能量;(3)離子槍:用來清潔試片表面以及進行縱深成份分析;(4)電荷補償系統:以低能電子和離子源進行負電荷補償。(結構如下圖所示)

 

三、使用功能說明:

藉由X-Ray光束照射在樣品表面,可收集到樣品表面數層原子內的光電子,分析此光電子的能量可得到相關的化學組態及化學成分分析的資訊。又稱ESCA (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)。

  分析項目 檢測說明 範例
1 XPS Survey
(表面成份分析)
檢測表面樣品成份分析,深度約表面75 A以內。
2 表面化學態分析
(Narrow scan)
檢測表面樣品元素之化學鍵結的情形。
3 定量分析 將偵測到的元素訊號轉換成元素含量。
4 XPS Depth Profile
(縱深成份分析)
藉由控制離子束濺蝕樣品的表面,分析來自不同深度的電子訊號,而得到元素成份的縱深分佈圖。
5 XPS Mapping
(成像分析)
偵測樣品上欲分析區域的元素訊號,得到分析區域表面元素之位置分佈影像圖。
6 XPS Line Scan
(線掃描分析)
偵測樣品上欲分析之直線距離的元素訊號,得到線上表面元素的分佈圖。
7 Angle-resolved Analysis (ARXPS)
(角度解析分析)
可同時檢測不同角度之薄膜樣品(厚度<7nm)表面成份鍵結分析。

分析技術特性:

1. 偵測元素: H & He 以外的所有元素

2. 偵測極限: 0.5 ~ 0.01 atomic %

3. 分析/取樣深度:5 ~ 75 A

4. 表面化學態鑑定能力佳

5. 提供Focused X-ray Source範圍為15 μm - 400 μm。

6. 具有ARXPS分析功能:其優點如非破壞性分析、薄膜分析< 7 nm 、Non-tilted analysis、Fast acquisition time、
     Large sample size (60mm*60mm*2mm)等。

7. 適用於導體、非導體、High-K Material 、CIGS 、高分子材料、透明膜….等分析樣品。