ELS5000 高分辨率电子能量损失光谱仪(EELS)振动电子和电子态应用 电荷中和 双通道单色仪

ELS5000 高分辨率电子能量损失光谱仪EELS

性能特点
► 超高分辨率,0.5 meV(全宽半高,FWHM)
► 在1.0 meV分辨率(FWHM)下,保证检测器电流≥10 pA
► 采用新型电静态偏转器,具备受控的角度像差
► 低噪声数字控制电子设备,配备菜单驱动软件
► 用户可选扫描范围,最高可达50 eV,适用于振动电子和电子态应用

介绍
高分辨率电子能量损失谱(EELS)是一种强大的表面分析技术,能够在高真空环境下对金属和半导体表面进行独特的振动分析。随着技术的发展,绝缘体和聚合物薄膜也越来越多地通过电荷中和技术进行研究。EELS能够轻松提供以下重要信息:
► 吸附物的振动频率
► 吸附物的分子结构(分解、聚合)
► 表面键合强度
► 吸附几何结构——表面键合位点
► 表面化学(氧化物形成、还原、中间体等)
► 泛音和组合振动带
► 表面声学和光学声子

重要的是,EELS比红外光谱具有更高的表面灵敏度和更宽的光谱范围。例如,可以在几分钟内扫描200-5000 cm⁻¹的光谱范围,并且能够检测到低于10⁻³单层的吸附CO。与红外光谱相比,EELS不受严格的偶极选择规则限制,这些规则往往妨碍重要振动模式和吸附物的观察。在EELS中,长程偶极散射和短程“碰撞”散射机制均可起作用,并且可以根据散射角度和碰撞能量有效研究。例如,偶极活性较弱的分子吸附物可以在碰撞散射区被检测到。EELS获取的信息能够很好地补充Auger电子谱(AES)、电子能谱化学分析(ESCA)、低能电子衍射LEED)、二次离子质谱(SIMS)、扫描探针显微镜(SPM)及其他表面探测技术的数据,并为实验者提供易于理解的分析结果。

ELS5000光谱仪
ELS5000是一款最先进的光谱仪,基于德国尤利希KFA研究所Harold Ibach教授及其团队的研发成果。该仪器在最佳条件下可实现0.5 meV的能量分辨率。ELS5000由LK Technologies按照与KFA的全球许可协议制造。

ELS5000采用高度优化的双通道单色仪,通过精心选择参数,在两个单色仪阶段对127°圆柱偏转器的空间电荷效应进行补偿。预单色仪作为“减速”单色仪运行,进入第二单色仪的电子的动能约为预单色仪名义通能的五分之一。第二单色仪作为非减速阶段,采用适合降低空间电荷的偏转角。电子枪使用特殊的LaB6阴极。设计中一个重要特点是电静态偏转器在径向和平面方向上的特殊形状设计,以实现受控的角度像差。该装置的极限分辨率可达0.3 meV¹。

ELS5000配备单通道分析仪,且分析仪可旋转,方便满足许多实验中对角度分析的需求。在单色仪与分析仪之间设有一组对称的输入输出“变焦”透镜,用于聚焦并调节电子束对样品表面的加速或减速。采用了专利的非圆对称透镜设计,具备优异的透射性能。结合此高透射透镜的单色仪-分析仪系统在能量分辨率变化时仍能提供卓越的检测电流。


型号ELS5000-DAC数字控制电子包
ELS5000系列电子光谱仪提供全计算机控制电子系统,是高分辨率电子能量损失分析领域的独特配置。该创新PC系统配备菜单驱动软件,允许设置和优化所有光谱仪电压,并监控关键电流水平。可将完整的光谱仪设置表格读取及存储至磁盘,极大提升速度和灵活性,远超传统EELS电源。该集成系统包含信号恢复电子设备及菜单驱动软件,用于采集、显示和分析EELS振动光谱。


ELS5000-DAC软件
软件采用菜单驱动并支持鼠标操作。在“DAC模式”下,用户可完整查看所有光谱仪电压的彩色屏幕界面,并显示用户选定的电流值或通道计数器检测到的计数率。用户可通过鼠标调整显示的任何电压参数,以优化电流、电荷计数等。所有当前光谱仪电压设置可快速存储至磁盘或随时调出,方便切换电子束能量或光谱仪分辨率。软件还提供“自动调谐”模式,计算机控制下自动优化信号强度和峰形。

在信号恢复模块,即“扫描模式”下,用户可控制扫描范围、通道宽度、每通道时间及重复扫描次数。扫描过程实时显示,配有计数率(计数/秒)读数及扫描中垂直比例尺调整功能。扫描结束后,完整数据被显示,用户可交互式检查不同能量损失区段,读取峰位(单位meV或cm⁻¹)及强度(计数/秒)。用户可继续累积数据或将光谱存储至磁盘,之前存储的数据也可随时调出进行交互式检查。存储数据还可通过多种用户自选软件包进行分析和绘图。

机械规格
法兰安装光谱仪,配备所有必要的电气和机械穿墙连接。法兰处设有双重磁屏蔽,以便与真空腔体的磁屏蔽接口。光谱仪由圆柱形双通道单色仪和单通道分析仪组成。标准安装为12英寸外径的Conflat法兰。分析仪可从直通位置旋转至偏离78°的位置。请注意,本设备不含腔体磁屏蔽装置。


一般性能规格
基于直接光束几何结构,典型且保证的性能规格如下:
► 1 meV 全宽半高(FWHM)分辨率时,检测器电流 > 10 pA
► 2 meV 全宽半高(FWHM)分辨率时,检测器电流 > 70 pA


电子设备规格 — ELS5000 DAC型号
用于控制ELS5000光谱仪的数字控制电子包。包括光谱仪电压的数字控制和关键电流的读出。套件包含皮安表、降噪滤波器、电源、兼容PC的计算机及接口设备。

该套件还包括型号LK2000-CE的计数电子包及必要的接口。配备用于数据采集和光谱仪电压控制的软件。操作能量范围为2-200 eV的电子动能,扫描范围标称为50 eV。电压纹波小于250微伏峰-峰值。电子系统基于接地样品方法(无需对样品施加偏压即可实现电子束能量控制)。


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