X射线光电子能谱仪(XPS)

Kratos AXIS Ultra DLD

发布者:分析测试中心发布时间:2025-07-03浏览次数:373

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AlX射线源及双阳极Al/MgX射线源,包括大面积XPS,微区XPSXPS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 AnalyzerHSA)和180°球镜能量分析器(Spherical Mirror AnalyzerSMA)。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 DetectorDLD),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

       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:700×300μm

       双阳极Al/Mg:2000×800μm

       4.微区XPS分析区域 110μm,55μm,27μm15μm

       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   11800kcps

       110μm   1800kcps

       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%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/5nACuLMM)

       (2)信噪比: 500:1

       4.SEM

       分辨率:10kV/5nA时优于100nm,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:UPSAESSEM

 

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


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