JPH0754686B2 - Simultaneous measurement device for energy and angular distribution - Google Patents
Simultaneous measurement device for energy and angular distributionInfo
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- JPH0754686B2 JPH0754686B2 JP62162127A JP16212787A JPH0754686B2 JP H0754686 B2 JPH0754686 B2 JP H0754686B2 JP 62162127 A JP62162127 A JP 62162127A JP 16212787 A JP16212787 A JP 16212787A JP H0754686 B2 JPH0754686 B2 JP H0754686B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、試料面から励起・放出される荷電粒子のエネ
ルギースペクトルと角度分布情報を同時に計測するエネ
ルギー・角度分布同時計測装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an energy / angle distribution simultaneous measurement apparatus for simultaneously measuring an energy spectrum and angle distribution information of charged particles excited / emitted from a sample surface.
X線光電子分光法やオージェ電子分光法は、軟X線ある
いは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るが、固体材料
の表面並びに表層に対する組成分析法、化学状態分析法
として広く用いられるに至っている。X-ray photoelectron spectroscopy and Auger electron spectroscopy measure the energy spectrum of excited and emitted electrons by irradiating a sample with soft X-rays or electron beams, but the composition analysis of the surface and surface layer of solid materials It has come to be widely used as a method and a chemical state analysis method.
これら光電子やオージェ電子の試料に対する放出角度分
布は、表層における組成の深さ方向分布や表面薄膜の膜
厚を与えることが知られており、表面酸化膜等の膜厚の
決定にも有力な情報を与える。さらに、本発明者等によ
り、単結晶試料の光電子放出角度分布が表層の結晶性並
びに原子構造に関する知見を与える光電子回折現象を示
すことが明らかにされ、光電子の角度分布測定の重要性
がますます高まってきている。It is known that the emission angle distributions of these photoelectrons and Auger electrons with respect to the sample give the depth distribution of the composition in the surface layer and the film thickness of the surface thin film. give. Furthermore, the present inventors have revealed that the photoelectron emission angle distribution of a single crystal sample exhibits a photoelectron diffraction phenomenon that gives knowledge about the crystallinity and atomic structure of the surface layer, and thus the importance of measuring the photoelectron angular distribution becomes important. It is rising.
第4図は従来の光電子分光器の構成概要を示す図、第5
図は極角に関する1次元多チャンネル型の光電子分光器
の構成概要を示す図である。図中、21と31は静電偏向型
アナライザ、22と32は外側電極、23と33は内側電極、24
と34は試料、25と35は検出器、26はX線発生器、27は減
速レンズ、28と36は入口スリット、29と37は出口スリッ
ト、38は極角分布情報を示す。FIG. 4 is a diagram showing a configuration outline of a conventional photoelectron spectrometer, and FIG.
The figure is a diagram showing an outline of the configuration of a one-dimensional multi-channel photoelectron spectrometer relating to a polar angle. In the figure, 21 and 31 are electrostatic deflection analyzers, 22 and 32 are outer electrodes, 23 and 33 are inner electrodes, 24
Reference numerals 34 and 34 are samples, 25 and 35 are detectors, 26 is an X-ray generator, 27 is a deceleration lens, 28 and 36 are entrance slits, 29 and 37 are exit slits, and 38 is polar angle distribution information.
第4図において、半球面型アナライザ21は、2個のオワ
ンのような半球面型電極をかぶせてそれぞれを外側電極
22及び内側電極23とし、外側電極22に負電位、内側電極
23に正電位を与えた所謂静電偏向型アナライザである。
この半球面型アナライザ21では、試料24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口
スリット28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29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、これに
より角度積分型のエネルギースペクトルを得ることがで
きる。In FIG. 4, a hemispherical type analyzer 21 is a hemispherical type analyzer 21 which is covered with two hemispherical type electrodes such as Owan, and is attached to each outer electrode.
22 and the inner electrode 23, the outer electrode 22 has a negative potential, the inner electrode
This is a so-called electrostatic deflection type analyzer in which a positive potential is applied to 23.
In this hemispherical type analyzer 21, when photoelectrons excited and emitted by irradiating the sample 24 with X-rays are injected from one side through the entrance slit 28, different orbits are taken due to the difference in energy, and only electrons having a predetermined energy are taken. It can be taken out by converging on the other exit slit 29 regardless of the discharge angle. In other words, it is an energy selection type analyzer that disperses for each energy, and an angle integration type energy spectrum can be obtained by this.
また、上記の半球面型アナライザはエネルギー分散の方
向が180°偏向であるが、偏向角135°としたトロイダル
面を用いて極角に関する1次元多チャンネル計測を可能
にしたものも提案されている。その構成概要を示したも
のが第5図である。これは、トロイダル面型アナライザ
31を135°偏向にすることによって、検出器35より所定
のエネルギーに関する極角分布情報38を検出するもので
ある。Although the hemispherical analyzer described above has a 180 ° deflection in the direction of energy dispersion, it has also been proposed to use a toroidal surface with a deflection angle of 135 ° to enable one-dimensional multi-channel measurement of polar angles. . FIG. 5 shows the outline of the configuration. This is a toroidal surface analyzer
By deflecting 31 to 135 °, the detector 35 detects polar angle distribution information 38 relating to predetermined energy.
しかしながら、第4図に示す光電子分光器は、主として
エネルギー分析に重点をおいているため、極角分布を計
測しようとすると、その測定に長時間を要する等の問題
がある。すなわちこの場合には、例えば入口スリットよ
り一定の狭い立体角で光電子を注入することによって所
定のエネルギーで且つ或る極角並びに方位角に関する情
報を取り出し、この角度を試料の2軸回転により順次変
えて同様の計測を繰り返すことによって角度分布を得る
ことになる。このように第4図に示す光電子分光器で
は、試料の角度を変えて同様の測定を繰り返し行わない
と角度分布が得られず、測定回数が非常に多くなるため
長い測定時間が必要となる。However, since the photoelectron spectrometer shown in FIG. 4 mainly focuses on energy analysis, there is a problem that it takes a long time to measure the polar angle distribution. That is, in this case, for example, by injecting photoelectrons from the entrance slit at a constant narrow solid angle, information about a certain energy and a certain polar angle and azimuth angle is taken out, and this angle is sequentially changed by biaxial rotation of the sample. Then, the same measurement is repeated to obtain the angular distribution. As described above, in the photoelectron spectrometer shown in FIG. 4, the angle distribution cannot be obtained unless the angle of the sample is changed and the same measurement is repeated, and the number of times of measurement becomes extremely large, which requires a long measurement time.
また、第5図に示す135°偏向アナライザを用いた例の
場合には、円弧上に或るエネルギーの極角分布を得るこ
とはできるが、エネルギースペクトルを取得しようとす
る場合には、電場を掃引しなければならないので、やは
り測定回数が非常に多くなり、長い測定時間が必要にな
るという問題がある。Further, in the case of the example using the 135 ° deflection analyzer shown in FIG. 5, it is possible to obtain the polar angle distribution of a certain energy on the arc, but when obtaining the energy spectrum, the electric field is changed. Since it has to be swept, there is a problem that the number of times of measurement becomes very large and a long measurement time is required.
結局、上記従来のものでは、いずれの光電子分光器を使
ってもエネルギー分散と極角分散を同時計測することは
できなかった。After all, with the above-mentioned conventional one, it was not possible to simultaneously measure the energy dispersion and the polar angle dispersion by using any photoelectron spectrometer.
本発明は、上記の問題点を解決するものであって、試料
から励起、放出される荷電粒子の極角分布を確保したま
まエネルギー分散を与え、エネルギー分散方向と極角分
散方向を検出面上で直交させることができるエネルギー
・角度分布同時計測装置を提供することを目的とするも
のである。The present invention solves the above-mentioned problems, and provides energy dispersion while ensuring the polar angle distribution of charged particles excited and emitted from a sample, and determines the energy dispersion direction and the polar angle dispersion direction on the detection surface. It is an object of the present invention to provide an energy / angle distribution simultaneous measurement device that can be made orthogonal to each other.
そのために本発明は、試料から励起、放出される荷電粒
子にその極角分布を保持したままエネルギー分散を与え
て検出面上にエネルギー分散方向と極角分散方向を直交
させるエネルギー・角度分布同時計測装置であって、中
心軸から所定の半径の位置に入口と出口を設けて該中心
軸に直交する断面が所定の開き角の同心2重円弧で、か
つ中心軸を含む断面が入口から出口まで180°の同心2
重円弧を形成する内側電極と外側電極からなり、入口か
ら軸方向に180°偏向しエネルギー分散を与えるトロイ
ダル180°偏向アナライザを備え、入口側軸付近に試料
を配置し、出口側軸付近に2次元の検出器を配置したこ
とを特徴とするものである。Therefore, the present invention provides simultaneous energy / angular distribution measurement for imparting energy dispersion to a charged particle excited and emitted from a sample while maintaining its polar angle distribution and making the energy dispersion direction and the polar angle dispersion direction orthogonal to each other on the detection surface. A device, wherein an inlet and an outlet are provided at a position with a predetermined radius from the central axis, a cross section orthogonal to the central axis is a concentric double arc with a predetermined opening angle, and a cross section including the central axis is from the inlet to the outlet. 180 ° concentricity 2
It consists of an inner electrode and an outer electrode that form a heavy arc, equipped with a toroidal 180 ° deflection analyzer that deflects 180 ° in the axial direction from the inlet to provide energy dispersion, arranges the sample near the inlet side axis, and 2 near the outlet side axis. It is characterized in that a three-dimensional detector is arranged.
本発明のエネルギー・角度分布同時計測装置では、トロ
イダル180°偏向アナライザの入口側軸付近に試料を配
置し、所定の角度範囲で試料から励起、放出される荷電
粒子を注入すると、トロイダル180°偏向アナライザに
より入口に注入した極角分布を保持したままこの荷電粒
子に出口へ向けて180°偏向しエネルギー分散を与え
る。従って、出口側軸付近に配置した2次元の検出器に
は、直交座標系の2次元平面の軸方向にエネルギー分
散、軸と直角方向に極角分散したエネルギー・角度分布
情報が同時に得られる。そこで、軸方向を積算して取り
出すとエネルギー積分型角度分布が得られ、軸と直角方
向を積算して取り出すと角度積分型エネルギースペクト
ルが得られる。また、内側電極と外側電極に与える電位
と極性を反転させると正、負いずれの荷電粒子にも適用
することができる。In the energy / angle distribution simultaneous measurement apparatus of the present invention, the sample is placed near the entrance side axis of the toroidal 180 ° deflection analyzer, and when charged particles excited and emitted from the sample in a predetermined angle range are injected, the toroidal 180 ° deflection is detected. While maintaining the polar angle distribution injected at the inlet by the analyzer, this charged particle is deflected 180 ° toward the outlet to give energy dispersion. Therefore, the two-dimensional detector disposed near the exit side axis can simultaneously obtain energy / angle distribution information in which the energy is dispersed in the axial direction of the two-dimensional plane of the orthogonal coordinate system and the polar angle is dispersed in the direction orthogonal to the axis. Therefore, the energy integration type angle distribution is obtained by integrating and extracting the axial direction, and the angle integration type energy spectrum is obtained by integrating and extracting the direction orthogonal to the axis. Further, by reversing the potential and the polarity applied to the inner electrode and the outer electrode, it can be applied to both positive and negative charged particles.
以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明のエネルギー・角度分布同時計測装置の
1実施例構成を示す図、第2図はトロイダル180°偏向
アナライザの断面図である。図中、1はトロイダル180
°偏向アナライザ、2は外側電極、3は内側電極、4は
試料、5は検出器、6はアナライザ制御電源、7は直流
電源、8は2次元位置検出演算増幅器、9と10はADC、1
1は2次元多チャンネル計数回路、12はマイクロコンピ
ュータシステムを示す。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the energy / angle distribution simultaneous measurement apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a toroidal 180 ° deflection analyzer. In the figure, 1 is a toroidal 180
Deflection analyzer, 2 outer electrode, 3 inner electrode, 4 sample, 5 detector, 6 analyzer control power supply, 7 DC power supply, 8 two-dimensional position detection operational amplifier, 9 and 10 ADC, 1
1 is a two-dimensional multi-channel counting circuit, and 12 is a microcomputer system.
第1図において、トロイダル180°偏向アナライザ1
は、外側電極2と内側電極3からなり、それらは従来の
半球面型と異なりドーナツ或いは車両用のタイヤの外周
側半分を使用した形状のものである。また、その拡がり
角は、極角分布計測範囲に相当する90°〜120°程度と
なるのが一般的であるが、特にこの範囲に限定しなくて
もよい。このように外側電極2と内側電極3は、中心軸
から所定の半径の位置に入口と出口を設け、この中心軸
に直交する断面が所定の開き角の同心2重円弧で、かつ
中心軸を含む断面が入口から出口まで180°の同心2重
円弧を形成するものである。そして、外側電極2と内側
電極3のそれぞれにアナライザ制御電源6より電位を与
え、その中心軸近傍に試料4と検出器5が配置される。
従って、X,Y,Zの各座標軸を図示のように設定すると、
中心軸がY軸となり、トロイダル180°偏向アナライザ
1をXZ平面による断面で示すと第2図(a)、YZ平面に
よる断面で示すと第2図(b)のようになる。前記試料
4はX軸及びY軸に平行又は略平行に置かれ、また、検
出器5はX軸、Y軸に共に傾斜して置かれる。検出器5
は、マイクロチャンネルプレートを用いた市販の2次元
位置敏感検出器を置くことができ、直流電源7は、この
検出器5のマイクロチャンネルプレートにバイアスを与
えるものである。2次元位置検出演算増幅器8は、検出
器5の2次元位置に対応して計測信号を取り込みエネル
ギースペクトル、極角分布情報を得るための演算増幅を
行うものであり、ADC(アナログ−デジタルコンバー
タ)9、10は、この出力信号をデジタル信号に変換する
ものである。そして、このデジタル信号を2次元多チャ
ンネル計数回路11で計数してマイクロコンピュータシス
テム12に取り込み処理する。In FIG. 1, a toroidal 180 ° deflection analyzer 1
Is composed of an outer electrode 2 and an inner electrode 3, which are different from the conventional hemispherical type and have a shape using a half of the outer circumference of a donut or a vehicle tire. The divergence angle is generally about 90 ° to 120 °, which corresponds to the polar angle distribution measurement range, but it is not particularly limited to this range. In this way, the outer electrode 2 and the inner electrode 3 are provided with an inlet and an outlet at a position with a predetermined radius from the central axis, and the cross section orthogonal to the central axis is a concentric double arc with a predetermined opening angle, and the central axis is the same. The included cross section forms a concentric double arc of 180 ° from the inlet to the outlet. Then, an electric potential is applied to each of the outer electrode 2 and the inner electrode 3 from the analyzer control power source 6, and the sample 4 and the detector 5 are arranged near the central axis thereof.
Therefore, if you set each coordinate axis of X, Y, Z as shown in the figure,
The central axis is the Y-axis, and the toroidal 180 ° deflection analyzer 1 has a cross section taken along the XZ plane as shown in FIG. 2 (a) and a cross section taken along the YZ plane as shown in FIG. 2 (b). The sample 4 is placed in parallel or substantially parallel to the X axis and the Y axis, and the detector 5 is placed with both the X axis and the Y axis inclined. Detector 5
May be a commercially available two-dimensional position sensitive detector using a microchannel plate, and the DC power supply 7 biases the microchannel plate of the detector 5. The two-dimensional position detection operational amplifier 8 is for performing operational amplification for acquiring a measurement signal corresponding to the two-dimensional position of the detector 5 to obtain energy spectrum and polar angle distribution information, and is an ADC (analog-digital converter). Reference numerals 9 and 10 convert the output signal into a digital signal. Then, this digital signal is counted by the two-dimensional multi-channel counting circuit 11 and taken into the microcomputer system 12 for processing.
上記の如き構成により、励起源からX線を照射して試料
4の表面を励起し、その表面から放出される光電子をト
ロイダル180°偏向アナライザ1の入口から注入する
と、トロイダル180°偏向アナライザ1では、図示のよ
うに光電子e-の極角分布を保持したまま適当なエネルギ
ー分散を与える。すなわち、図示のように軸方向にエネ
ルギー分散を与え、これと直交する方向に極角分散を与
える。従って、検出器5では、エネルギー分散方向と極
角分散方向が直交する2次元分散によりその強度を計測
できる。With the above configuration, the surface of the sample 4 is excited by irradiating X-rays from the excitation source, and photoelectrons emitted from the surface are injected from the entrance of the toroidal 180 ° deflection analyzer 1. , As shown in the figure, it gives an appropriate energy dispersion while maintaining the polar angle distribution of the photoelectrons e − . That is, as shown in the drawing, energy dispersion is given in the axial direction, and polar angle dispersion is given in the direction orthogonal thereto. Therefore, the detector 5 can measure its intensity by two-dimensional dispersion in which the energy dispersion direction and the polar angle dispersion direction are orthogonal to each other.
第3図はトロイダル180°偏向アナライザの補正レンズ
を説明するための図である。本発明のエネルギー・角度
分布同時計測装置で使用するトロイダル180°偏向アナ
ライザ1では、一定の拡がりをもってトロイダル180°
偏向アナライザ1の入口から注入された光電子を一旦ト
ロイダル180°偏向アナライザ1の中でクロスさせる。
従って、出口では再び拡がるので、その結像用と角度補
正用として、例えば第3図に示すように補正電極13が配
置される。この補正電極13は、出口側で再び拡がった光
電子が検出器5上にエネルギー分散を与えるように補正
し、極角分散においても、検出器5にそのまま入力する
と角度と検出間隔とが比例関係にならないのでこれを補
正する。このような補正電極(レンズ)は、試料とアナ
ライザとの間でもアナライザと検出器との間、場合によ
ってはその両方に配置してもよい。FIG. 3 is a diagram for explaining the correction lens of the toroidal 180 ° deflection analyzer. In the toroidal 180 ° deflection analyzer 1 used in the energy / angle distribution simultaneous measurement device of the present invention, the toroidal 180 ° with a certain spread.
The photoelectrons injected from the entrance of the deflection analyzer 1 are once crossed in the toroidal 180 ° deflection analyzer 1.
Therefore, since it spreads again at the exit, a correction electrode 13 is arranged as shown in FIG. 3 for image formation and angle correction. The correction electrode 13 corrects the photoelectrons that have spread again on the exit side so as to give energy dispersion on the detector 5, and even in polar angular dispersion, if the photoelectrons are directly input to the detector 5, the angle and the detection interval become proportional. It will not be corrected, so correct this. Such a correction electrode (lens) may be arranged between the sample and the analyzer, between the analyzer and the detector, or both in some cases.
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、平面形状の検出器を使用したが、検出面を極角分布
の検出方向に合わせた曲面で構成することによって、極
角分布の直線性を出すようにしてもよいし、平面形状の
検出器により極角分布の直線性を出すには、検出器の前
方に角度補正用にレンズを配置し、或いは直接角度補正
をすることなく検出器の計測信号を角度補正処理するよ
うに構成してもよい。The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above embodiment, the planar detector is used, but the detection surface may be formed of a curved surface that matches the detection direction of the polar angle distribution, so that the linearity of the polar angle distribution may be obtained. To obtain the linearity of polar angle distribution with a flat detector, a lens is arranged in front of the detector for angle correction, or the measurement signal of the detector is subjected to angle correction processing without directly performing angle correction. It may be configured as follows.
また、励起源としてX線発生器を使用し、X線を試料に
照射したが、電子ビームやイオンビーム、紫外線等を試
料に照射してもよい。更に、試料から励起、放出され電
界により偏向できる荷電粒子であれば電子に限らずイオ
ンであってもよい。この場合、与える電位の極性を反転
させることにより直ちに正、負いずれのイオンに対して
も適用可能となるので、近年表面研究法として発展しつ
つあるイオン散乱分光法におけるイオンのエネルギー・
角度分布測定にも利用できる。Further, although an X-ray generator is used as an excitation source and the sample is irradiated with X-rays, the sample may be irradiated with an electron beam, an ion beam, ultraviolet rays, or the like. Furthermore, not only electrons but also ions may be used as long as they are charged particles that are excited and emitted from the sample and can be deflected by an electric field. In this case, by reversing the polarity of the applied potential, it can be immediately applied to both positive and negative ions, so the energy of ions in ion scattering spectroscopy, which is developing as a surface research method in recent years,
It can also be used to measure angular distribution.
電場掃引の方法としては、トロイダル180°偏向アナラ
イザの内側電極や外側電極の電位を変えるだけでなく、
この方法に代えて入口側における減速レンズの電位を変
えてもよい。As a method of sweeping the electric field, not only changing the potentials of the inner and outer electrodes of the toroidal 180 ° deflection analyzer,
Instead of this method, the potential of the deceleration lens on the entrance side may be changed.
以上のように、本発明のエネルギー・角度分布同時計測
装置は、トロイダル180°偏向アナライザを用いること
により、検出面において直交する2つの次元のそれぞれ
を電子運動エネルギー分散と角度分散に対応させ、2次
元位置敏感検出器を通してエネルギー、角度両次元につ
いて多チャンネル計測を行うことができるので、エネル
ギースペクトルの角度分布という多元的情報の同時取得
を可能にする。また、一方の次元のみ多チャンネル計測
とすることにより、容易に角度積分型エネルギースペク
トル或いはエネルギー積分型角度分布のいずれかの高感
度測定とすることもできる。As described above, the energy / angle distribution simultaneous measurement apparatus of the present invention uses the toroidal 180 ° deflection analyzer to make each of the two dimensions orthogonal to each other on the detection surface correspond to the electron kinetic energy dispersion and the angular dispersion. Since multi-channel measurement can be performed for both energy and angle dimensions through the dimensional position sensitive detector, it enables simultaneous acquisition of multidimensional information such as angular distribution of energy spectrum. In addition, by using multi-channel measurement in only one dimension, it is possible to easily perform high-sensitivity measurement of either the angle integration type energy spectrum or the energy integration type angle distribution.
ところで、高機能材料の開発、高密度集積回路技術の発
展は、材料評価技術の発展に負うところが大きい。この
材料評価においては、材料物質に関する、より詳細な情
報をより速やかに得ることが求められている。本発明
は、このような要請に応えるものであって、電子の運動
エネルギーと角度分布の両者を同時に多チャンネル計測
できるので、現在材料表面の組成、化学状態分析に活用
されている光電子分光法、オージェ電子分光法に対し、
角度分布測定を同時に可能とし、且つ全体の測定速度の
飛躍的向上をもたらす。この角度分布測定によれば、深
さ方向分解能、表面膜厚、或いは表層原子構造に関する
情報をも提供できるので、物質表面の組成、化学状態、
構造に関する詳細な情報を高速で提供することができ、
高度先端材料の開発を更に強力に推進する力となる。By the way, the development of high-performance materials and the development of high-density integrated circuit technology largely depend on the development of material evaluation technology. In this material evaluation, it is required to obtain more detailed information about the material substance more quickly. The present invention responds to such a requirement, and since both kinetic energy and angular distribution of electrons can be simultaneously measured in multiple channels, the photoelectron spectroscopy currently utilized for composition of the material surface and chemical state analysis, For Auger electron spectroscopy,
The angle distribution measurement can be performed at the same time, and the overall measurement speed can be dramatically improved. This angular distribution measurement can also provide information on the depth resolution, surface film thickness, or surface atomic structure, so that the composition, chemical state,
Can provide detailed information about the structure at high speed,
It will be a force to further promote the development of advanced materials.
〔発明の効果〕 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、トロ
イダル180°偏向アナライザを採用することにより、試
料から励起、放出される荷電粒子の極角分布を保持した
まま適当なエネルギー分散が得られるので、エネルギー
分散方向と極角分散方向を検出面で直交させることがで
きる。従って、この直交する2次元分散により2次元位
置検出システムを効率的に利用でき、エネルギー・角度
両者の同時多チャンネル計測を可能にすると共に、市販
の電子分光器と同程度以上の計数率を維持しつつ高いエ
ネルギー分解能と角度分解能を実現できる。また、トロ
イダル180°偏向アナライザを使用することによって、
その入口と試料との間、出口と検出器との間に充分な距
離(空間)を確保することができるので、構造的に有利
である。さらには、エネルギー・角度分布の同時計測が
可能となるので、1軸の試料回転だけで高速に全立体角
のエネルギー・角度分布を計測することができる。[Effects of the Invention] As is apparent from the above description, according to the present invention, by adopting the toroidal 180 ° deflection analyzer, it is possible to obtain an appropriate value while maintaining the polar angle distribution of the charged particles excited and emitted from the sample. Since energy dispersion can be obtained, the energy dispersion direction and the polar angle dispersion direction can be made orthogonal to each other on the detection surface. Therefore, this orthogonal two-dimensional dispersion enables efficient use of the two-dimensional position detection system, enables simultaneous multi-channel measurement of both energy and angle, and maintains a count rate equal to or higher than that of a commercially available electron spectrometer. In addition, high energy resolution and high angular resolution can be realized. Also, by using a toroidal 180 ° deflection analyzer,
A sufficient distance (space) can be secured between the inlet and the sample and between the outlet and the detector, which is structurally advantageous. Furthermore, since the energy / angle distribution can be simultaneously measured, the energy / angle distribution of all solid angles can be measured at high speed only by rotating the sample about one axis.
第1図は本発明のエネルギー・角度分布同時計測装置の
1実施例構成を示す図、第2図はトロイダル180°偏向
アナライザの断面図、第3図はトロイダル180°偏向ア
ナライザの補正電極を説明するための図、第4図は従来
の光電子分光器の構成概要を示す図、第5図は極角に関
する1次元多チャンネル型の光電子分光器の構成概要を
示す図である。 1……トロイダル180°偏向アナライザ、2……外側電
極、3……内側電極、4……試料、5……検出器、6…
…アナライザ制御電源、7……直流電源、8……2次元
位置検出演算増幅器、9と10……ADC、11……2次元多
チャンネル計数回路、12……マイクロコンピュータシス
テム、13……補正電極。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the energy / angle distribution simultaneous measurement apparatus of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a toroidal 180 ° deflection analyzer, and FIG. 3 is a description of the correction electrode of the toroidal 180 ° deflection analyzer. FIG. 4 is a diagram showing the outline of the configuration of a conventional photoelectron spectrometer, and FIG. 5 is a diagram showing the outline of the configuration of a one-dimensional multi-channel photoelectron spectrometer relating to polar angles. 1 ... Toroidal 180 ° deflection analyzer, 2 ... Outer electrode, 3 ... Inner electrode, 4 ... Sample, 5 ... Detector, 6 ...
… Analyzer control power supply, 7 …… DC power supply, 8 …… Two-dimensional position detection operational amplifier, 9 and 10 …… ADC, 11 …… Two-dimensional multi-channel counter circuit, 12 …… Microcomputer system, 13 …… Correction electrode .
Claims (1)
極角分布を保持したままエネルギー分散を与えて検出面
上にエネルギー分散方向と極角分散方向を直交させるエ
ネルギー・角度分布同時計測装置であって、中心軸から
所定の半径の位置に入口と出口を設けて該中心軸に直交
する断面が所定の開き角の同心2重円弧で、かつ中心軸
を含む断面が入口から出口まで180°の同心2重円弧を
形成する内側電極と外側電極からなり、入口から軸方向
に180°偏向しエネルギー分散を与えるトロイダル180°
偏向アナライザを備え、入口側軸付近に試料を配置し、
出口側軸付近に2次元の検出器を配置したことを特徴と
するエネルギー・角度分布同時計測装置。1. An energy / angular distribution simultaneous measurement apparatus for imparting energy dispersion to a charged particle excited and emitted from a sample while maintaining its polar angle distribution to make the energy dispersion direction and the polar angle dispersion direction orthogonal to each other on a detection surface. In addition, an inlet and an outlet are provided at a position with a predetermined radius from the central axis, a cross section orthogonal to the central axis is a concentric double arc with a predetermined opening angle, and a cross section including the central axis is 180 degrees from the inlet to the outlet. A toroidal 180 ° that consists of an inner electrode and an outer electrode that form a concentric double circular arc of 180 ° and that deflects 180 ° axially from the inlet to provide energy dispersion.
Equipped with a deflection analyzer, place the sample near the entrance side axis,
Simultaneous measurement system for energy and angle distribution, which has a two-dimensional detector near the exit side axis.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62162127A JPH0754686B2 (en) | 1987-06-29 | 1987-06-29 | Simultaneous measurement device for energy and angular distribution |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62162127A JPH0754686B2 (en) | 1987-06-29 | 1987-06-29 | Simultaneous measurement device for energy and angular distribution |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS647461A JPS647461A (en) | 1989-01-11 |
| JPH0754686B2 true JPH0754686B2 (en) | 1995-06-07 |
Family
ID=15748555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62162127A Expired - Lifetime JPH0754686B2 (en) | 1987-06-29 | 1987-06-29 | Simultaneous measurement device for energy and angular distribution |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0754686B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008269967A (en) * | 2007-04-20 | 2008-11-06 | Apco:Kk | Electron beam spin detector |
| US9966224B2 (en) * | 2014-10-22 | 2018-05-08 | Sciencetomorrow Llc | Quantitative secondary electron detection |
-
1987
- 1987-06-29 JP JP62162127A patent/JPH0754686B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS647461A (en) | 1989-01-11 |
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