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1、第23卷第2期真空科学与技术2003年3、4月VACUUMSCIENCEANDTECHNOLOGY(CHINA)101技术交流用弹性电子测量能谱仪能量分辨率和电子倍增器的工作曲线吴正龙(北京师范大学分析测试中心北京100875)StudiesofEnergyResolutionofElectronSpectroscopyandChanneltronCharacteristicsUsingElasticSecondaryElectronsWuZhenglong(AnalyticalandTestingCenter,BeijingN
2、ormalUniversity,100875,China)AbstractElasticsecondaryelectronswereusedtostudythechanneltroncharacteristicsandtheenergyresolutionofthemult-ifunctionelectronspectroscopy,includingAugerspectroscopy(AES),ultravioletphotoelectronspectroscopy(UPS)andX-rayphotoelectronspectro
3、scopy(XPS)etc.Thepreliminaryresultswerefoundtoagreewellwiththoseobtainedwithconventionaltechniques.However,whenelectroncurrentexceedsacertainvalue,anabnormalelasticelectronpeakcanbeobserved,becausethechanneltronworksinsaturationmode.Thepossiblesat-urationmechanismofthe
4、channeltronwasalsotentativelydiscussed.KeywordsElectronspectrometer,Chaneltron,Workcurve摘要重点介绍了利用弹性二次电子方便快捷地测量多功能电子能谱的能量分辨率和通道倍增器的工作曲线。并与常规方法进行了比较,结果一致。测量发现当电子束流增大到一定程度时,测出的弹性电子峰严重畸变,电子倍增器工作在饱和状态。对出现饱和的机理进行了讨论。关键词电子能谱仪通道式倍增器工作曲线中图分类号:O571.1文献标识码:A文章编号:0253-9748(2003)02
5、-0101-03电子能谱仪是表面分析中最常使用的仪器,其中的通道式电子倍增器(ChannelElectronDevice简写为Channeltron,以下简称为通道倍增器)是真空探测离子,电子(光电子,俄歇电子,二次电子)的电子倍增计数器。它的工作情况直接影响所采集谱的质量。通道倍增器有工作电压低(一般为3kV),探测粒子的能量动态范围广等优点,在10eV~10keV粒子能量范围内都有好的线性关系[1]。通道倍增器是用一种玻璃制成螺旋状的管,内壁涂有高阻材料,典型电阻3000M。两极加上高压,通常为15kV~40kV。此时,螺旋管可
6、看成是由多个电阻串联起来的多级小型倍增管。被接收的电子撞击到内壁上,级联倍增产生二次电子,总增益可至108倍,最终被通道倍增器的正极接收,转化为电流信号。通道倍增器的工作电压,对所收集谱的影响很大。因此,首先要测定工作曲线,根据电子能谱仪工作模式,确定最佳工作电压。正确使用通道倍增器不但可收集到正确的高质量谱,而且可延长倍增器的寿命。通常的测量方法是在不同的倍增器电压下,测定标样(如:Cu,Ag等)的元素特征光电子峰或俄歇峰的强度,绘制出倍增器的工作曲线。这种方法较繁琐,而且很难测定诸如强信号的响应。而利用电子弹性峰方便快捷测量通
7、道倍增器工作曲线。收稿日期:2002-09-12102真空科学与技术第23卷在多功能电子能谱仪上,一般有XPS(X光电子能谱),UPS,AES,SIMS主要常用的表面分析功能,探测器全部为同一型号通道倍增器。电子枪发射的一次电子轰击到固体表面产生弹性电子。本文利用这种弹性电子峰,测量了安装在电子能量分析器后的通道倍增器的脉冲计数工作曲线和仪器的能量分辨。1测量条件及方法调节电子枪的能量及束流强度至所需值,如能量2000eV左右,束流02nA左右(样品束流)。束斑调至10m左右。通过二次电子成像系统,可将电子束定位到样品台上,保持样品
8、台与地有很好的电接触。固定电子束的能量和流强,用脉冲计数模式在不同的倍增器工作电压下,采集谱图,绘制工作曲线。所有谱图都是在CRR(固定能量减速比模式)为10的条件下采集的。测量时,要注意样品束流不能太大,一般为5nA以下,否则有可能
