JPH03155030A - 時間／エネルギー分解型電子分光器 - Google Patents
時間／エネルギー分解型電子分光器Info
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- JPH03155030A JPH03155030A JP1293245A JP29324589A JPH03155030A JP H03155030 A JPH03155030 A JP H03155030A JP 1293245 A JP1293245 A JP 1293245A JP 29324589 A JP29324589 A JP 29324589A JP H03155030 A JPH03155030 A JP H03155030A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 3
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- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
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- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半球面型の内側電極と外側電極からなるセク
ターにより試料から励起、放出された被分光電子の時間
分解したエネルギー分解スペクトルを得る時間／エネル
ギー分解型電子分光器に関する。
ターにより試料から励起、放出された被分光電子の時間
分解したエネルギー分解スペクトルを得る時間／エネル
ギー分解型電子分光器に関する。
Ｘ線光電子分光法やオージェ電子分光法は、単色Ｘ線（
例えばＡＩＫｃｍ、ＭｇＫｏｔ）や電子線を試料に照射
し、励起・放出された電子のエネルギースペクトルを測
定するものであり、固体材料の表面や表層の組成分析法
、化学状態分析法として広く用いられている。
例えばＡＩＫｃｍ、ＭｇＫｏｔ）や電子線を試料に照射
し、励起・放出された電子のエネルギースペクトルを測
定するものであり、固体材料の表面や表層の組成分析法
、化学状態分析法として広く用いられている。
第６図は従来の光電子分光器の構成概要を示す図であり
、３１はセクター、３２は外側電極、３３は内側電極、
３４は試料、３５は検出器、３６はＸ線発生器、３７は
減速レンズ、３８は入ロスリフト、３９は出口スリット
を示す。
、３１はセクター、３２は外側電極、３３は内側電極、
３４は試料、３５は検出器、３６はＸ線発生器、３７は
減速レンズ、３８は入ロスリフト、３９は出口スリット
を示す。
第６図に示す光電子分光器は、セクター３１として２個
の半球面型電極をかぶせてそれぞれを外側電極３２、内
側電極３３とし、外側電凰３２に負電位、内側電極３３
に正電位を与えた所謂静電偏向型アナライザを用いたも
のである。このセクター３１では、試料３４にＸ線を照
射することによって励起・放出された光電子を一方から
入ロスリフト３８を通して注入すると、エネルギーの違
いにより異なる軌道をとり、所定のエネルギーの電子の
みがその放出角度に関係なく他方の出口スリット３９に
収束し取り出すことができる。つまり、エネルギー毎に
分散するエネルギー選別タイプのアナライザであり、電
圧を掃引するとエネルギーを横軸、強度を縦軸とするエ
ネルギー分解スペクトルを得ることができる。そこでエ
ネルギーのピーク位置からケミカルシフトを観ることが
できる。
の半球面型電極をかぶせてそれぞれを外側電極３２、内
側電極３３とし、外側電凰３２に負電位、内側電極３３
に正電位を与えた所謂静電偏向型アナライザを用いたも
のである。このセクター３１では、試料３４にＸ線を照
射することによって励起・放出された光電子を一方から
入ロスリフト３８を通して注入すると、エネルギーの違
いにより異なる軌道をとり、所定のエネルギーの電子の
みがその放出角度に関係なく他方の出口スリット３９に
収束し取り出すことができる。つまり、エネルギー毎に
分散するエネルギー選別タイプのアナライザであり、電
圧を掃引するとエネルギーを横軸、強度を縦軸とするエ
ネルギー分解スペクトルを得ることができる。そこでエ
ネルギーのピーク位置からケミカルシフトを観ることが
できる。
上記のように通常の電子分光器等は、はとんどの場合、
静電セクタすなわち球面型あるいは同筒曲型で作られて
いるが、近年、分光器の出口スリットの位置に２次元型
検出器（マイクロチャンネルプレート等）を配置して利
用できる信号量を増やしたり、場合によっては、試料面
上の２次元分布を採ったりする試みがなされている。
静電セクタすなわち球面型あるいは同筒曲型で作られて
いるが、近年、分光器の出口スリットの位置に２次元型
検出器（マイクロチャンネルプレート等）を配置して利
用できる信号量を増やしたり、場合によっては、試料面
上の２次元分布を採ったりする試みがなされている。
しかしながら、上記電子分光器等では、測定装置も含め
て原理的に信号量が微弱なために、時間分散情報を得よ
うとの目的で分光器を高速で掃引することが不可能であ
るという問題がある。そのために、時間／エネルギー分
解型の分光器を設計することができなかった。これは、
試料が安定な場合には問題がないが、特に、時間的に早
く化学変化するような試料についてエネルギー毎に情報
を得ようとする場合には、成るエネルギーの情報から次
のエネルギーの情報を採るまでの間に状態が変化してし
まい同じ条件での情報が得られないからである。
て原理的に信号量が微弱なために、時間分散情報を得よ
うとの目的で分光器を高速で掃引することが不可能であ
るという問題がある。そのために、時間／エネルギー分
解型の分光器を設計することができなかった。これは、
試料が安定な場合には問題がないが、特に、時間的に早
く化学変化するような試料についてエネルギー毎に情報
を得ようとする場合には、成るエネルギーの情報から次
のエネルギーの情報を採るまでの間に状態が変化してし
まい同じ条件での情報が得られないからである。
本発明は、上記の課題を解決するものであって、所定の
範囲のエネルギーの情報を同時に採り且つその時間的変
化の情報も採ることができる時間／エネルギー分解型電
子分光器を提供することを目的とするものである。
範囲のエネルギーの情報を同時に採り且つその時間的変
化の情報も採ることができる時間／エネルギー分解型電
子分光器を提供することを目的とするものである。
そのために本発明は、半球面型の内側電極と外側電極か
らなるセクターにより試料から励起、放出された被分光
電子の時間分解したエネルギー分解スペクトルを得る時
間／エネルギー分解型電子分光器であって、円周方向に
長い円弧状の人ロスリフト、被分光電子の軌道位置の半
径方向に磁場を形成可能にした１対のコイルからなる偏
向器、及びエネルギー分解スペクトルを取り込む２次元
検出器を備え、偏向器のコイルに電流を流すことにより
セクターの半径方向に磁場を発生させて被分光電子の軌
道をセクターの円周方向に移動させ２次元検出器上に時
間分解したエネルギー分解スペクトルを得ることを特徴
とする。
らなるセクターにより試料から励起、放出された被分光
電子の時間分解したエネルギー分解スペクトルを得る時
間／エネルギー分解型電子分光器であって、円周方向に
長い円弧状の人ロスリフト、被分光電子の軌道位置の半
径方向に磁場を形成可能にした１対のコイルからなる偏
向器、及びエネルギー分解スペクトルを取り込む２次元
検出器を備え、偏向器のコイルに電流を流すことにより
セクターの半径方向に磁場を発生させて被分光電子の軌
道をセクターの円周方向に移動させ２次元検出器上に時
間分解したエネルギー分解スペクトルを得ることを特徴
とする。
本発明の時間／エネルギー分解型電子分光器では、偏向
器のコイルに電流を流すことによりセクターの半径方向
に磁場を発生させて被分光電子の軌道をセクターの円周
方向に移動させるので、エネルギー分解スペクトルが直
角方向に移動し、コイル電流を時間変化させることによ
り２次元検出器上に時間分解したエネルギー分解スペク
トルを得ることができる。
器のコイルに電流を流すことによりセクターの半径方向
に磁場を発生させて被分光電子の軌道をセクターの円周
方向に移動させるので、エネルギー分解スペクトルが直
角方向に移動し、コイル電流を時間変化させることによ
り２次元検出器上に時間分解したエネルギー分解スペク
トルを得ることができる。
（実施例〕
以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
第１図は本発明に係る時間／エネルギ分解型電子分光器
の１実施構成例を示す図、第２図は２次元検出系器の構
成例を示す図、第３図は偏向器を動作させない場合のス
ペクトルの例を示す図、第４図は偏向器のコイル電流を
変えた場合に得られるスペクトルの例を示す図である。
の１実施構成例を示す図、第２図は２次元検出系器の構
成例を示す図、第３図は偏向器を動作させない場合のス
ペクトルの例を示す図、第４図は偏向器のコイル電流を
変えた場合に得られるスペクトルの例を示す図である。
図中、１はセクター、２は偏向器、３は集光静電レンズ
、４は試料、５は検出系、６は人ロスリフト、７はＭＣ
Ｐ（マイクロチャンネルプレート）、８は蛍光板、９は
ファイバオプテフクス、１０はＣＣＤカメラを示す。
、４は試料、５は検出系、６は人ロスリフト、７はＭＣ
Ｐ（マイクロチャンネルプレート）、８は蛍光板、９は
ファイバオプテフクス、１０はＣＣＤカメラを示す。
第１図において、セクター１は、先に説明したように半
球面型の外側電極と内側電極を用いた静電偏向型アナラ
イザであり、試料４から励起、放出された被分光電子の
軌道位置の半径方向に所望の磁場を形成できるように１
対のコイルからなる偏向器２を設けたものである。また
、出ロスリフトの位置には、検出系５を配置し、第２図
に示すようにＭＣＰ （マイクロチャンネルプレート）
７、蛍光板８、ファイバオプテックス９、ＣＣＤカメラ
１０からなる２次元検出器を用いている。そして、入口
スリット６は、一般に円周方向に長い円弧状のスリット
とするが、単なる円孔状の７バーチヤでもよい。
球面型の外側電極と内側電極を用いた静電偏向型アナラ
イザであり、試料４から励起、放出された被分光電子の
軌道位置の半径方向に所望の磁場を形成できるように１
対のコイルからなる偏向器２を設けたものである。また
、出ロスリフトの位置には、検出系５を配置し、第２図
に示すようにＭＣＰ （マイクロチャンネルプレート）
７、蛍光板８、ファイバオプテックス９、ＣＣＤカメラ
１０からなる２次元検出器を用いている。そして、入口
スリット６は、一般に円周方向に長い円弧状のスリット
とするが、単なる円孔状の７バーチヤでもよい。
次に動作を説明する。
まず、偏向器２を動作させない状態では、−ａのｘｇ光
電子分光器（例えばＥＳＣＡ）と同様に半球面型セクタ
ー１の基本特性、つまり半径方向および円周方向双方に
対して等しい集光性（立体収束）にしたがって、入口ス
リット６の像が検出系５のＭＣＰ７面に投影さ、れ、同
時にＭＣＰ７面上の半径方向にエネルギー分散が生じる
。すなわち、第３図に示すようにセクター１の動作条件
にしたがって一定のエネルギ範囲のスペクトルがＭＣＰ
７面の線上に形成される。同図は模式的に線上の被分光
電子の強度分布をスペクトル状に示したものである。
電子分光器（例えばＥＳＣＡ）と同様に半球面型セクタ
ー１の基本特性、つまり半径方向および円周方向双方に
対して等しい集光性（立体収束）にしたがって、入口ス
リット６の像が検出系５のＭＣＰ７面に投影さ、れ、同
時にＭＣＰ７面上の半径方向にエネルギー分散が生じる
。すなわち、第３図に示すようにセクター１の動作条件
にしたがって一定のエネルギ範囲のスペクトルがＭＣＰ
７面の線上に形成される。同図は模式的に線上の被分光
電子の強度分布をスペクトル状に示したものである。
次に、偏向器２のコイルに電流を流すと、セクター１の
偏向場内に被分光電子の軌道に直角で且つセクター１の
半径方向に磁場Ｂが生じる。ここで、被分光電子の速度
をＶ（大きさはセクター１の設定条件できまる）とする
と、被分光電子は、円周方向に（ｅｖｘＢ）／ｃなる力
を受けて偏向される。その結果、ＭＣＰ７面の線上に形
成された第３図のスペクトルが直角方向、すなわちセク
ター１の円周方向に移動する。
偏向場内に被分光電子の軌道に直角で且つセクター１の
半径方向に磁場Ｂが生じる。ここで、被分光電子の速度
をＶ（大きさはセクター１の設定条件できまる）とする
と、被分光電子は、円周方向に（ｅｖｘＢ）／ｃなる力
を受けて偏向される。その結果、ＭＣＰ７面の線上に形
成された第３図のスペクトルが直角方向、すなわちセク
ター１の円周方向に移動する。
以上の説明から明らかなようにコイルの励磁電流を変化
させる時間的関数を適宜制御すれば、その時間内でのス
ペクトルの変化が第４図に示すようにＣＣＤに記録され
、かくして試料の化学的変化が時間分解的に観察される
。
させる時間的関数を適宜制御すれば、その時間内でのス
ペクトルの変化が第４図に示すようにＣＣＤに記録され
、かくして試料の化学的変化が時間分解的に観察される
。
上記構成において、偏向器２のコイルは、セクター１の
中央の位置とすることが望ましい。これは、半球面型セ
クターを像倍率１の立体集束レンズとみなすことができ
、その主面がセクタの中央に位置し、偏向がその位置で
行われると最も偏向効率が良くなるからである。また、
ＥＳＣＡ用セクターは、良好なエネルギ分解能を得るた
めに可能なかぎり非磁性材料で作られ、且つ厳重な磁気
シールドが施される。したがって、本発明の実現のため
の磁場発生にも磁性材料を持ち込むことができないから
、この点から偏向器２のコイルをヘルムホルツ型とする
のが望ましい、しかも、ヘルムホルツ型は、１対のコイ
ルをコイル半径と同じ距離だけ離して配置することによ
り、−様磁場が広く確保できるという優れた性質を有し
ている。
中央の位置とすることが望ましい。これは、半球面型セ
クターを像倍率１の立体集束レンズとみなすことができ
、その主面がセクタの中央に位置し、偏向がその位置で
行われると最も偏向効率が良くなるからである。また、
ＥＳＣＡ用セクターは、良好なエネルギ分解能を得るた
めに可能なかぎり非磁性材料で作られ、且つ厳重な磁気
シールドが施される。したがって、本発明の実現のため
の磁場発生にも磁性材料を持ち込むことができないから
、この点から偏向器２のコイルをヘルムホルツ型とする
のが望ましい、しかも、ヘルムホルツ型は、１対のコイ
ルをコイル半径と同じ距離だけ離して配置することによ
り、−様磁場が広く確保できるという優れた性質を有し
ている。
また、検出部のＣＯＤは、素子の配列方向の一方をセク
ターの半径方向に沿わせ、例えば５００×５００程度の
ものが望ましい。
ターの半径方向に沿わせ、例えば５００×５００程度の
ものが望ましい。
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではな
く、種々の変形が可能である。例えば上記の実施例では
、１８０°型のセクターを不したが、第５図に示すよう
に１８０″′より狭いものでもよい、この場合、偏向系
は、セクター中央がよいが、セクター外の自由空間に配
置してもよいし、それに伴って静電型偏向器を使用して
もよい。また、検出系は、ＣＯＤでなく、所謂イメージ
ングプレート等の一般画像記録手段を用いてもよい。
く、種々の変形が可能である。例えば上記の実施例では
、１８０°型のセクターを不したが、第５図に示すよう
に１８０″′より狭いものでもよい、この場合、偏向系
は、セクター中央がよいが、セクター外の自由空間に配
置してもよいし、それに伴って静電型偏向器を使用して
もよい。また、検出系は、ＣＯＤでなく、所謂イメージ
ングプレート等の一般画像記録手段を用いてもよい。
さらに、ゆっくりした低速の時間分解性能で足りる場合
には、ライン型センサを機械的に移動する方式を採用し
てもよい。
には、ライン型センサを機械的に移動する方式を採用し
てもよい。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、電子
分光器の信号検出に２次元センサを用いたので、エネル
ギー分散方向の線上に一定エネルギ範囲のスペクトルを
同時に記録することができる。また、制御可能な偏向機
構を設けるので、信号が集束している線をそれと直角方
向に移動させながら、時間的に変化（時間分解）する分
析を行うことができる。しかも、空芯ヘルムホルツ型コ
イルをセクター電極の外部に設けることにより、通常の
セクターの機能を損なうこともなく分析を行うことがで
きる。さらに、ＣＣＤを用いることによりスペクトルの
強度を検出記憶できる。
分光器の信号検出に２次元センサを用いたので、エネル
ギー分散方向の線上に一定エネルギ範囲のスペクトルを
同時に記録することができる。また、制御可能な偏向機
構を設けるので、信号が集束している線をそれと直角方
向に移動させながら、時間的に変化（時間分解）する分
析を行うことができる。しかも、空芯ヘルムホルツ型コ
イルをセクター電極の外部に設けることにより、通常の
セクターの機能を損なうこともなく分析を行うことがで
きる。さらに、ＣＣＤを用いることによりスペクトルの
強度を検出記憶できる。
第１図は本発明に係る時間／エネルギ分解型電子分光器
の１実施構成例を示す図、第２図は２次元検出系器の構
成例を示す図、第３図は偏向器を動作させない場合のス
ペクトルの例を示す図、第４図は偏向器のコイル電流を
変えた場合に得られるスペクトルの例を示す図、第５図
は本発明の他の実施例を示す図、第６図は従来の光電子
分光器の構成概要を示す図である。 １・・・セクター、２・・・偏向器、３・・・集光静電
レンズ、４・・・試料、５・・・検出系、６・・・入ロ
スリフト、７・・・ＭＣＰ （マイクロチャンネルプレ
ート）、８・・・蛍光板、９・・・ファイバオプテック
ス、１０・・・ＣＣＤカメラ。 出 願 人 日本電子株式会社
の１実施構成例を示す図、第２図は２次元検出系器の構
成例を示す図、第３図は偏向器を動作させない場合のス
ペクトルの例を示す図、第４図は偏向器のコイル電流を
変えた場合に得られるスペクトルの例を示す図、第５図
は本発明の他の実施例を示す図、第６図は従来の光電子
分光器の構成概要を示す図である。 １・・・セクター、２・・・偏向器、３・・・集光静電
レンズ、４・・・試料、５・・・検出系、６・・・入ロ
スリフト、７・・・ＭＣＰ （マイクロチャンネルプレ
ート）、８・・・蛍光板、９・・・ファイバオプテック
ス、１０・・・ＣＣＤカメラ。 出 願 人 日本電子株式会社
Claims (1)
- （１）半球面型の内側電極と外側電極からなるセクター
により試料から励起、放出された被分光電子の時間分解
したエネルギー分解スペクトルを得る時間／エネルギー
分解型電子分光器であって、円周方向に長い円弧状の入
口スリット、被分光電子の軌道位置の半径方向に磁場を
形成可能にした１対のコイルからなる偏向器、及びエネ
ルギー分解スペクトルを取り込む２次元検出器を備え、
偏向器のコイルに電流を流すことによりセクターの半径
方向に磁場を発生させて被分光電子の軌道をセクターの
円周方向に移動させ２次元検出器上に時間分解したエネ
ルギー分解スペクトルを得ることを特徴とする時間／エ
ネルギー分解型電子分光器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1293245A JPH03155030A (ja) | 1989-11-10 | 1989-11-10 | 時間／エネルギー分解型電子分光器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1293245A JPH03155030A (ja) | 1989-11-10 | 1989-11-10 | 時間／エネルギー分解型電子分光器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03155030A true JPH03155030A (ja) | 1991-07-03 |
Family
ID=17792323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1293245A Pending JPH03155030A (ja) | 1989-11-10 | 1989-11-10 | 時間／エネルギー分解型電子分光器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03155030A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013506238A (ja) * | 2009-09-24 | 2013-02-21 | フンネマン，ディートマル | 荷電粒子用の結像エネルギフィルタ及びこれを有する分光器 |
| JP2021507459A (ja) * | 2017-12-15 | 2021-02-22 | ライプニッツ−インスティトゥート フュア フェストケルパー− ウント ヴェルクシュトフフォルシュング ドレスデン エー ファオＬｅｉｂｎｉｚ−Ｉｎｓｔｉｔｕｔ ｆｕｅｒ Ｆｅｓｔｋｏｅｒｐｅｒ− ｕｎｄ Ｗｅｒｋｓｔｏｆｆｆｏｒｓｃｈｕｎｇ Ｄｒｅｓｄｅｎ ｅ．Ｖ． | 運動量分解型光電子分光装置および運動量分解型光電子分光法 |
-
1989
- 1989-11-10 JP JP1293245A patent/JPH03155030A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013506238A (ja) * | 2009-09-24 | 2013-02-21 | フンネマン，ディートマル | 荷電粒子用の結像エネルギフィルタ及びこれを有する分光器 |
| JP2021507459A (ja) * | 2017-12-15 | 2021-02-22 | ライプニッツ−インスティトゥート フュア フェストケルパー− ウント ヴェルクシュトフフォルシュング ドレスデン エー ファオＬｅｉｂｎｉｚ−Ｉｎｓｔｉｔｕｔ ｆｕｅｒ Ｆｅｓｔｋｏｅｒｐｅｒ− ｕｎｄ Ｗｅｒｋｓｔｏｆｆｆｏｒｓｃｈｕｎｇ Ｄｒｅｓｄｅｎ ｅ．Ｖ． | 運動量分解型光電子分光装置および運動量分解型光電子分光法 |
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