一、生产厂家:日本岛津KRATOS
二、仪器介绍
Kratos AXIS Ultra DLD型号的X射线光电子能谱仪(X-ray Photoelectron
Spectroscopy,XPS),可使用单色化Al靶X射线源及双阳极Al/Mg靶X射线源,包括大面积XPS,微区XPS及XPS平行成像;场发射俄歇电子能谱(Auger Electron Spectroscopy,AES);紫外光电子能谱(Ultra-violet electron Spectroscopy,UPS)。
Kratos AXIS Ultra DLD可以提供有关样品表面和界面1-10nm的化学信息。可以一次全分析除氢、氦以外的所有原子百分比(at%)大于0.1%的元素,并可以对元素相对含量进行半定量分析(准确度约10%)。最具有特色的是可以测定元素的化学价态及化学环境的影响,并通过角度关系XPS (Angle-Resolved X-ray Photoelectron Spectroscopy,ARXPS)可以提供约10nm的无损深度剖析(non-destructive depth profiling);此外,Ar离子剥离法可以提供约100nm的有损深度剖析(destructive depth profiling)和样品表面清洁。
三、主要特点
1. 采用平均半径165mm的半球型扇形能量分析器(Hemispherical Sector Analyzer,HSA)和180°球镜能量分析器(Spherical Mirror Analyzer,SMA)。提高光电子的传输效率,增加能量分辨率。
2.罗兰圆直径500mm的大束斑Al单色X射线源和内置扫描板的多组元静电透镜。不移动X射线照射束斑和样品,通过直接改变光电子的采集区域达到选区分析的目的。只要保证加在扫描板上的偏压电路保持稳定,则采样区域的重复就可以得到保证。
3.专利的磁沉浸透镜和专利的低能电子荷电中和系统。由于大面积的X射线照射使得光电子发射相对分散,而且螺旋状升降的电子云会全方位地补偿荷电效应,从而可以在操作上只需设置一个“普适”的中和参数,就可以适用于99%以上的绝缘样品。
4.采用了新一代的128通道的高效率检测器——延迟线检测器(Delay-Line Detector,DLD),使得该仪器可以超快速分析,实现收谱、成像、快拍(Snap Shot)功能。成像模式能够提供256×256像素、空间分辨率小于3μm的二维图像。
四、性能指标
1.X射线源
靶:单色化Al靶、双阳极Al/Mg靶
功率:450W(最大)
2.真空系统
样品分析室(SAC):小于5×10-10 Torr(最低压强)
样品处理室(STC):小于5×10-9 Torr(最低压强)
3.大面积XPS分析区域
单色器Al靶:700×300μm
双阳极Al/Mg靶:2000×800μm
4.微区XPS分析区域 110μm,55μm,27μm和15μm
5.离子枪 离子源:Ar 束流:5μA(最大)
6.UPS
光源:He紫外光源
He(I)/He(II)比例: 4:1
功率:30W(最大)
7.AES
电子枪:Schottky场发射
电子能量:10keV(最大)
五、技术参数
1.XPS
(1)能量分辨率: 0.48eV/(Ag 3d5/2) 0.68eV/(C 1s)
(2)最小分析区域(收谱) <15μm
(3)灵敏度
大面积 11,800kcps
110μm 1,800kcps
27μm 100kcps
(4)成像空间分辨率:小于3μm
2.UPS
(1)能量分辨率:Ag表面费米边在20%到80%结合能差不高于120meV
(2)灵敏度: Ag 4d峰不低于1,000kcps
3.AES
(1)灵敏度: 大于500kcps(10kV/5nA时Cu的LMM峰)
(2)信噪比: 500:1
4.SEM
分辨率:在10kV/5nA时优于100nm,在3kV/5nA时优于300nm
六、主要功能及应用领域:
主要用于固体材料的表面元素成份及价态的定性、半定量分析,固体表面元素组成的深度剖析及成像。可应用于金属、无机材料、催化剂、聚合物、涂层材料矿石等各种材料的研究,以及腐蚀、摩擦、润滑、粘接、催化、包覆、氧化等过程的研究。

锂金属电池材料实现稳定循环的机制研究
Liu et al., Science 375, 739–745 (2022)
七、主要附件:UPS、AES、SEM
八、送样要求
1.样品分析面确保不受污染,可使用异丙醇,丙酮,正己烷,或三氯甲烷溶液(均为分析纯)清洗以达到清洁要求
2.使用玻璃制品(如表面皿、称量瓶等)或者铝箔盛放样品,禁止直接使用塑料容器、塑料袋或纸袋,以免硅树脂或纤维污染样品表面
3.制备或处理样品时使用聚乙烯手套,禁止使用塑料手套和工具以免硅树脂污染样品表面
