[其他]電子能譜儀

無效

• 申請號: 87103626
• 申請日: 1987-05-19
• 公開（公告）號: CN87103626A
• 公開（公告）日: 1988-06-01
• 發明（設計）人: 伊安·羅伯特·米歇爾·瓦德爾;彼得·阿蘭·科克森
• 申請（專利權）人: VG儀器集團有限公司
• 主分類號: G01N23/227
• 分類號: G01N23/227;G01T1/36
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 劉暉

本發明涉及一種電子能譜儀，由于它有一個環形電容式能量分析儀，因此當某基本輻射束（如X射線，紫外光或電子）轟擊樣品時，它適用于對其表面發射出的電子進行分析。

該能譜儀可用于樣品表面的研究，因為被發射電子的能量表征了被轟擊表面的化學性質。因此，它有助于獲取有關某種化學物質在表面上分布的信息。眾所周知：利用只有特定能量范圍電子來產生表面圖像的方法是很多的。它們包括D、W、Tumer，I、R、Plummer和H、Q、Porter在Journal????of????Microscopy（顯微鏡學期刊），1984年，卷136（2），第259-277頁上所介紹的投射法，在該法中次級電子沿著由強大發散磁場所定軌道行進。電子還通過一減速勢能分析儀，從而只包括某些能量的電子表面圖象。這種儀器沒有靜電透鏡，卻需要大而昂貴的磁鐵。本發明涉及的能譜儀與傳統用于表面分析的能譜儀有很大不同。

另一種是由C.T.Hovland在1973年于維也鈉第三次國際體表面會議上介紹過的方法，（PP2363），它是用一條很窄的基本輻射束逐點掃描樣品并用傳統分析儀，如柱面鏡分析儀來分析次級電子，從而重新產生表面圖象。Hovland建議樣品在鋁襯底上涂一層薄膜。隨后用高能電子束來對鋁襯底表面掃描，從而使射束和鋁的接觸點放出的X射線通過襯底并照射樣品的一個小區域。這種方法僅限于能在鋁襯底上涂敷的樣品，通常包括用X射線光電子能譜儀（XPS）進行分析的大部分樣品。

帶能量濾波器的電子顯微鏡是先有技術中公知的，其中有些可參考H.Watanabe于phys.SOC（日本），1962年，卷17，第569頁，S.L.Cundy等于J.Sci.Instr，1966年，卷43，712頁;D. B.Wittry于Brit.J.Appl.Phys.1969，卷21757頁;A.V.Crew.對于Rev.Sci.Instr.1971年卷42（1），411頁;J.W.Andrew.等于Proc.Ninth.Int.Congress????on????Electron????Microscopy;多倫多（Toronto），1978年，卷1，40頁;及RF.Egcrton等于J.Phys.E，1975年卷81033頁。

初看起來，正在放射光電子的表面的能量過濾圖象似乎可用具有這種過濾器的電子顯微鏡來產生，但實際上這是不可能的。例如上述所有儀器都要采用能量非常高的電子束和過濾器，這是因為電子通過樣品作能量分析或過濾時要損失能量，所以只用在窄能帶范圍內的電子形成圖象，從而減少顯微鏡的色缺陷。一般情況下，它們采用磁場濾波器（如Castainy????R和Henry，在Mircroscopie????1964年3（2）卷133頁中所述的）或靜電透鏡濾波器（如Mollenstedt和Rang在Z.Angew.phys，1951年3（5）卷187頁中所述的。無人采用傳統上用于低能次級光或俄歇電子分析的環形或球面扇形電容靜電分析儀。這種儀器因而實際上不適于發射低能電子的表面成象，如Cazanx在Ultramicroscopy，1984年12卷321頁中所述。Cazanx在薄的鋁箔上涂敷樣品，并根據Hovland的上述方法產生入射X射線。所放射電子通過裝有Castaing和Henry所述的能量過濾器的電子顯微鏡的透鏡系統，以形成表面的能量過濾圖象。但是，Cazanx發現結果很不令人滿意，且得到的圖象實際上是次級電子圖象而不是光電子圖象。它進一步指示當采用光電子時所得到的系統空間分辨率將很低，且預期靈敏度也非常低，以致難于靠XPS產生的少量光電子來得到具有適當對比度的圖象。因此，一般地說，為能量過濾顯微鏡所開發的高深技術不宜用于低能電子能譜儀，特別不宜用于沒有使用電子顯微鏡的環形或球面扇形電容分析儀中。

搞過表面分析的人都知道，以環形電容為基礎的電子能量分析儀是最適于做低能光電子或俄歇電子分析。“環形電容器”一詞在這里是指一種靜電能量分析儀，它包括兩個環形表面扇狀電極，并且其中等勢面基本為扇狀環形表面，至少很接近于電極處是扇狀環形表面。最普通的情況，電極是球面扇形狀，盡可能是環形表面，常用180°的扇面角，但也可采用90°至270°之間的任何扇面角。