JP2016197124A - Analyzer for particle spectrometer - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for improving energy resolution in particle spectrometric measurements, such as photoelectron spectrometric measurements.SOLUTION: A method of determining at least one parameter related to charged particles emitted from a particle-emitting sample 11, such as a parameter related to the energies, start directions, start positions or the spin of the particles, includes the steps of: guiding a beam of charged particles into an entrance of a measurement region by means of a lens system 13; and detecting positions of the particles indicative of the at least one parameter within the measurement region. Furthermore, the method includes a step of deflecting the particle beam at least twice in the same coordinate direction before the particle beam enters the measurement region, thereby allowing both the position and direction of the particle beam at the entrance 8 of the measurement region 3 to be controlled in a way that, to some extent, eliminates the need for physical manipulation of the sample 11. This in turn allows the sample to be efficiently cooled such that energy resolution in energy measurements can be improved.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、例えば粒子放出試料から放出された荷電粒子のエネルギー、開始方向（start direction）及び開始位置（start position）を分析するための方法及び分析装置、並びにそのような分析装置を備える粒子分光計に関する。特に、本発明は、半球状偏向型の光電子分光計において使用するための方法及び分析装置に関する。   The present invention relates to a method and analysis device for analyzing, for example, the energy, start direction and start position of charged particles emitted from a particle emission sample, and particle spectroscopy comprising such an analysis device. Regarding the total. In particular, the present invention relates to a method and analyzer for use in a hemispherical deflection photoelectron spectrometer.

従来技術による半球状偏向器型の光電子分光計を、図１に示す。半球状偏向器型の光電子分光計１において、中心的な構成要素は測定領域３であり、測定領域３では電子のエネルギーが分析される。測定領域３は、二つの同中心の半球５から形成される。二つの同中心の半球５は、ベース板７の上に載置され、二つの同中心の半球５の間に静電場が印加される。電子は、入口８を通って測定領域３に入射し、ベース板７に対して垂直に近い方向で半球５の間の領域へ入射した電子は、静電場によって偏向させられる。偏向場によって定められる特定の範囲内の運動エネルギーを有するそれらの電子は、半円を通って進んだ後、検出装置９に到達することになる。典型的な装置において、電子は、電子源（典型的には、光子、電子、又はその他の粒子による励起後に電子を放出する試料１１）から半球の入口８まで、実質的に一直線である共通の光学軸１５を有する複数のレンズＬ１〜Ｌ３を備える静電レンズシステム１３によって輸送される。   A conventional hemispherical deflector type photoelectron spectrometer is shown in FIG. In the hemispherical deflector-type photoelectron spectrometer 1, the central component is the measurement region 3, and the energy of electrons is analyzed in the measurement region 3. The measurement region 3 is formed from two concentric hemispheres 5. The two concentric hemispheres 5 are placed on the base plate 7 and an electrostatic field is applied between the two concentric hemispheres 5. Electrons enter the measurement region 3 through the inlet 8, and the electrons that enter the region between the hemispheres 5 in a direction near the base plate 7 are deflected by the electrostatic field. Those electrons having a kinetic energy within a certain range defined by the deflection field will travel through the semicircle and then reach the detection device 9. In a typical apparatus, the electrons are common in a substantially straight line from the electron source (typically the sample 11 emitting electrons after excitation by photons, electrons, or other particles) to the hemispherical entrance 8. It is transported by an electrostatic lens system 13 comprising a plurality of lenses L1 to L3 having an optical axis 15.

以下に述べる説明には、座標系のｚ軸がレンズシステム１３の光学軸１５（大抵の場合、回転対称軸である）に沿っているデカルト座標系が用いられることになる。半球は、（ｙ、ｚ）平面に関して対称である。電子の軌道の方向は、（ｙ、ｚ）平面に対する電子の軌道の角度θｘと、（ｘ、ｚ）平面に対する電子の軌道の角度θｙとによって記述される。 In the following description, a Cartesian coordinate system is used in which the z-axis of the coordinate system is along the optical axis 15 of the lens system 13 (in most cases, a rotationally symmetric axis). The hemisphere is symmetric about the (y, z) plane. The direction of the electron trajectory is described by the angle θ x of the electron trajectory relative to the (y, z) plane and the angle θ y of the electron trajectory relative to the (x, z) plane.

レンズシステム１３及び検出装置９は、レンズ軸１５に垂直で、限られた角度範囲内にある限られた領域内に放出された電子のみを受け取ることになる。さらに、電子源は、（感度と分解能の観点から）最良の特性を達成するために、ｚ方向において狭い範囲内に配置されなければならない。このため、すべての座標方向における並進及び回転の両方、即ち６自由度、を可能とするマニピュレーター１７の上に試料を載置する必要がある。   The lens system 13 and the detection device 9 will only receive electrons emitted in a limited area perpendicular to the lens axis 15 and within a limited angular range. Furthermore, the electron source must be arranged within a narrow range in the z direction in order to achieve the best properties (in terms of sensitivity and resolution). For this reason, it is necessary to place the sample on the manipulator 17 that enables both translation and rotation in all coordinate directions, that is, six degrees of freedom.

例えば角度分解光電子分光（Ａｎｇｌｅ Ｒｅｓｏｌｖｅｄ Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＡＬＰＥＳ）といった多くの応用例において、完全な測定には、よく位置合わせされた（aligned）試料から３０°の円錐型の開口全体の立体角すべての検出を要する。試料及び励起エネルギー／運動エネルギーに応じて、必要となる角度範囲は変わり得る。角度分解能の要請も、用途に伴って変わるが、典型的には１°から０．１°よりも小角までの範囲である。エネルギー分解能においては、望ましい範囲は、用途に応じて０．５ｅＶから０．５ｍｅＶに至るまでである。高分解能の測定を達成するために、分析装置は十分な角度分解能及びエネルギー分解能を有していなければならないが、半球状の分析装置は、レンズ軸１５に垂直な限られた角度範囲内で放出された電子のみを受け取るので、試料マニピュレーター１７は非常に高い精度の動作及び繰返し精度を有していなければならない。マニピュレーター１７は、試料を精密に回転及び傾斜させ、３０°の立体角の完全なデータセットを築き上げることが必要とされる。   In many applications, such as Angle Resolved Photoelectron Spectroscopy (ALPES), for complete measurements, detection of all solid angles across a 30 ° conical aperture from a well-aligned sample is required. Cost. Depending on the sample and the excitation / kinetic energy, the required angular range can vary. The request for angular resolution also varies with the application, but typically ranges from 1 ° to less than 0.1 °. In energy resolution, the desired range is from 0.5 eV to 0.5 meV depending on the application. In order to achieve high resolution measurements, the analyzer must have sufficient angular and energy resolution, but the hemispherical analyzer emits within a limited angular range perpendicular to the lens axis 15. Since only the generated electrons are received, the sample manipulator 17 must have very high precision operation and repeatability. The manipulator 17 is required to precisely rotate and tilt the sample to build a complete data set of 30 ° solid angle.

試料から放出された電子のエネルギー分散は、ΔＥ＝３．５×ｋＢ［ｅＶ／Ｋ］×Ｔ［Ｋ］で与えられる熱的広がりに依存する。ここで、ΔＥはｅＶ単位のエネルギー分散、ｋＢはボルツマン定数、Ｔはケルビン単位の温度である。従って、望ましいエネルギー分解能を達成するためには、試料１１は極低温まで冷却できることが必須である。例えば、１ｍｅＶ未満の広がりを得るには、最高でも３Ｋの試料温度を要する。 The energy dispersion of electrons emitted from the sample depends on the thermal spread given by ΔE = 3.5 × k B [eV / K] × T [K]. Here, ΔE is energy dispersion in eV units, k B is Boltzmann's constant, and T is temperature in Kelvin units. Therefore, in order to achieve the desired energy resolution, it is essential that the sample 11 can be cooled to a very low temperature. For example, to obtain a spread of less than 1 meV, a sample temperature of at most 3K is required.

半球５は、検出器平面（半球状の分析装置における測定領域３の入口８の平面と一致する）におけるｙ方向に沿って、電子のエネルギーに対して電子を分散させる。ｘ方向において、検出器平面内の位置は、半球５の入口８の平面内のｘ座標の直立像（direct image）である。半球５の入口８は、ｘ方向における狭いスリットとして形成され、以下では測定領域の入射スリット、又は単に入射スリットと呼ぶ。電子が狭い入射スリット８を通って半球５に入射することが可能である場合、二次元検出装置９は、エネルギー分散に関する情報と入射スリット８に沿った分布に関する情報とを同時に与えることになる。二次元検出装置９は、典型的には、マルチチャンネルの電子増倍板（ｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌ ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｍｕｌｔｉｐｌｙｉｎｇ ｐｌａｔｅ：ＭＣＰ）１９を備える。マルチチャンネルの電子増倍板は、半球５の入射スリット８と同じ平面内に配置され、入ってくる電子の位置において、測定可能な電気信号を発生させる。従って、入ってくる電子の位置は、リンのスクリーン（phosphorous screen）及びビデオカメラ２１によって光学的に記録することも、例えばディレイライン又は抵抗性陽極検波器（resistive anode detector）上の電気パルスとして記録することもできる。代わりに、エネルギーが選択された電子のいくつかが、スピン検出器２５に繋がっている出口孔部２３を通って半球領域を離れた後、特に電子のスピンに関して、さらに分析されてもよい。一種のスピン検出器において、（負の）ｚ方向に近い方向で半球５を出た電子は、第１のレンズシステムと、９０°偏向器と、ターゲット上への第２のレンズシステムとからなる配列を通過し、その後散乱電子の分布が測定される。いくつかの装置は、偏向器と共に載置され、互いに対して９０°の角度をなす（即ち、一つは（ｙ、ｚ）平面内で曲がり、一つは（ｘ、ｚ）平面に平行である）そのようなスピン検出器を二つ含む。それらの入口孔部は、半球の（ｙ、ｚ）対称平面内に、且つＭＣＰ検出器のそれぞれの側上の異なる半径方向（ｙ）の位置（different radial (y) positions）に位置する。   The hemisphere 5 disperses electrons relative to the energy of the electrons along the y direction in the detector plane (which coincides with the plane of the entrance 8 of the measurement region 3 in the hemispherical analyzer). In the x direction, the position in the detector plane is a direct image of the x coordinate in the plane of the entrance 8 of the hemisphere 5. The entrance 8 of the hemisphere 5 is formed as a narrow slit in the x direction and is hereinafter referred to as the entrance slit in the measurement region or simply the entrance slit. If electrons can enter the hemisphere 5 through the narrow entrance slit 8, the two-dimensional detection device 9 will simultaneously provide information on energy dispersion and information on the distribution along the entrance slit 8. The two-dimensional detection device 9 typically includes a multi-channel electron-multiplier plate (MCP) 19. The multichannel electron multiplier is placed in the same plane as the entrance slit 8 of the hemisphere 5 and generates a measurable electrical signal at the location of the incoming electrons. Thus, the position of the incoming electrons can be optically recorded by a phosphorous screen and video camera 21, or as an electrical pulse on a delay line or resistive anode detector, for example. You can also Alternatively, some of the energy-selected electrons may be further analyzed after leaving the hemispherical region through the exit hole 23 leading to the spin detector 25, particularly with respect to the spin of the electrons. In a kind of spin detector, the electrons leaving the hemisphere 5 in a direction close to the (negative) z direction consist of a first lens system, a 90 ° deflector and a second lens system on the target. After passing through the array, the distribution of scattered electrons is measured. Some devices are mounted with deflectors and make an angle of 90 ° to each other (ie, one bends in the (y, z) plane and one is parallel to the (x, z) plane. There are two such spin detectors. These inlet apertures are located in the hemispherical (y, z) symmetry plane and at different radial (y) positions on each side of the MCP detector.

半球５の間で与えられた電場のため、パスエネルギー（Ｅｐ）と呼ばれる、ある所定の運動エネルギーの電子は、ＭＣＰ検出器１９の中心に衝突することになり、エネルギー窓と呼ばれる範囲がＭＣＰの感度領域内に入る（fall within）ことになる。エネルギー分散（ｄｙ／ｄＥ）はＥｐに反比例し、一方エネルギー窓はＥｐに正比例する。従って、エネルギー分解能と情報速度（information rate）との間の適切な妥協を達成するためには、通常は放出された電子の運動エネルギーＥｋを適切なパスエネルギーに合わせて調整することが必要である。このエネルギーの調整は、レンズシステム１３によって行われる。レンズシステム１３は、光学軸１５に沿って配置された同中心の電極（円筒、切頭円錐、開口等）の形態の一連のレンズ要素Ｌ１〜Ｌ３から成る。レンズ要素Ｌ１〜Ｌ３は、それぞれ電圧源に接続されている。エネルギーの調整（加速又は減速）を行う他に、レンズシステム１３は、試料を半球５から便利な距離に設置することも可能にし、また、現在の文脈において最も重要なことには、レンズシステム１３によって、半球の入射スリット８の平面における電子の分布の制御を行うことができる。加速又は減速は、試料１１と半球の入口８との間の電位差によって、直接的に制御され、一方その他のレンズ電圧は電子の分布を制御するために用いられる。レンズシステム１３は、それぞれイメージングモード及び角度分解モード（角度モード）と呼ばれる、二つの異なるモードで操作され得る。イメージングモードでは、（一次式まででは（to first order））放出点と入射スリット８の平面内の（ｘ、ｙ）位置との間の点対点の対応が存在し、試料１１からの取り出し角（take-off angle）には依存しない。従って、入射スリット８は、入射スリットと同じ形状で、レンズの倍率によって決まる大きさの試料の領域から放出された電子を選別することになる。即ち、通常はｙ方向において狭い範囲内の領域となる。角度モードでは、レンズ電圧は、その代わりに、レンズ軸に対して同じ角度（θｘ、θｙ）で放出された電子が、図２に示すように、入射スリット８の平面２６内の同じ点（ｘ、ｙ）に集束させられるように準備される。図２において、ｙ軸及びｚ軸は任意単位で、異なるスケールで示されている。ここで、最終位置は、一次式まででは開始位置に依存せず、従って割と臨界的ではない（fairly uncritical）。そうして、入射スリット８に受け入れられた電子は、ｙ方向におけるそれらの取り出し角を狭い範囲内で有し、その範囲は入射スリット幅及び角度分散（ｄｙ／ｄθｙ）によって定まり、一方、ｘ方向における異なる取り出し角は、入射スリット８に沿って分布する。しかし、角度分散は、レンズシステムの回転対称性（ｄｘ／ｄθｘ＝ｄｙ／ｄθｙ）のため、ｘ方向とｙ方向とで等しい。イメージングモードにおける倍率及び角度モードにおける角度分散の両方は、レンズ電圧を事前に計算された関数に従って調整することにより、随意に選択され、（Ｅｋ／Ｅｐ）の広い範囲にわたって一定に保たれることが可能である。 Due to the electric field applied between the hemispheres 5, electrons of a certain kinetic energy, called path energy (E p ), will collide with the center of the MCP detector 19, and the range called the energy window is MCP. Fall within the sensitivity region of Energy Dispersive (dy / dE) is inversely proportional to E p, whereas the energy window is directly proportional to E p. Therefore, to achieve an appropriate compromise between energy resolution and information rate, it is usually necessary to adjust the kinetic energy E k of the emitted electrons to the appropriate path energy. is there. This energy adjustment is performed by the lens system 13. The lens system 13 consists of a series of lens elements L1 to L3 in the form of concentric electrodes (cylinder, truncated cone, aperture, etc.) arranged along the optical axis 15. The lens elements L1 to L3 are each connected to a voltage source. In addition to adjusting the energy (acceleration or deceleration), the lens system 13 also allows the sample to be placed at a convenient distance from the hemisphere 5, and most importantly in the current context, the lens system 13 Thus, the distribution of electrons in the plane of the hemispherical entrance slit 8 can be controlled. Acceleration or deceleration is directly controlled by the potential difference between the sample 11 and the hemispherical inlet 8, while other lens voltages are used to control the electron distribution. The lens system 13 can be operated in two different modes, called imaging mode and angular resolution mode (angle mode), respectively. In the imaging mode, there is a point-to-point correspondence between the emission point (to the first order) and the (x, y) position in the plane of the entrance slit 8 and the take-off angle from the sample 11 It does not depend on (take-off angle). Therefore, the entrance slit 8 has the same shape as the entrance slit, and sorts electrons emitted from the sample region having a size determined by the magnification of the lens. That is, the region is usually in a narrow range in the y direction. In the angle mode, the lens voltage is instead the same point in the plane 26 of the entrance slit 8 as shown in FIG. 2 where the electrons emitted at the same angle (θ x , θ y ) with respect to the lens axis. Prepare to be focused to (x, y). In FIG. 2, the y-axis and z-axis are arbitrary units and are shown on different scales. Here, the final position does not depend on the starting position up to the linear expression and is therefore fairly uncritical. Thus, electrons received in the entrance slit 8 have their take-off angles in the y direction within a narrow range, which range is determined by the entrance slit width and angular dispersion (dy / dθ y ), while x Different extraction angles in the direction are distributed along the entrance slit 8. However, the angular dispersion is equal in the x and y directions due to the rotational symmetry of the lens system (dx / dθ x = dy / dθ y ). Both magnification in imaging mode and angular dispersion in angle mode are arbitrarily chosen by adjusting the lens voltage according to a pre-calculated function, and remain constant over a wide range of (E k / E p ). It is possible.

与えられたパスエネルギーにおける半球５のエネルギー分解能は、入射スリット８の幅と、電子が半球に入射するときの半径方向における電子ビームの角度広がり（即ち、ｄｙ／ｄｚの広がり）と、の両方に影響を受ける。入射スリット８のそれぞれの大きさに対して、対応する角度広がりが存在し、対応する角度広がりは強度と分解能との最適な組み合わせを与える。狭い入射スリット、即ち高いエネルギー分解能、に対して、対応する角度広がりは非常に小さく、典型的には１〜２°である。この角度広がりは、図３に示すように、入射スリット８を別のスリット２７（以下、開口スリットという）と組み合わせることによって定められる。開口スリット２７の前には多少の距離がある。入射スリット（（ｘ、ｚ）平面）に沿った方向において、分解能の要請からのそのような角度の制限は存在しない。しかし、中央の（ｙ、ｚ）平面に対する、半球の後の出射角度は、この中央の（ｙ、ｚ）平面に対する入射角度（ｄｘ／ｄｚ）と同じものである（図１における、中央の平面内の軌道及び別の平面内の軌道を参照）から、スピン検出器の入口孔部に到達するように意図された電子の方向は、非常にｚ方向に近いものである必要がある。   The energy resolution of the hemisphere 5 at a given path energy is both the width of the entrance slit 8 and the angular spread of the electron beam in the radial direction when the electrons are incident on the hemisphere (ie, the spread of dy / dz). to be influenced. For each size of the entrance slit 8, there is a corresponding angular spread, and the corresponding angular spread gives an optimal combination of intensity and resolution. For a narrow entrance slit, ie high energy resolution, the corresponding angular spread is very small, typically 1-2 °. This angular spread is determined by combining the entrance slit 8 with another slit 27 (hereinafter referred to as an opening slit) as shown in FIG. There is some distance in front of the opening slit 27. In the direction along the entrance slit ((x, z) plane) there is no such angle limitation from resolution requirements. However, the outgoing angle after the hemisphere with respect to the central (y, z) plane is the same as the incident angle (dx / dz) with respect to this central (y, z) plane (the central plane in FIG. 1). The direction of the electrons intended to reach the entrance hole of the spin detector from the inner orbit and another in-plane orbit must be very close to the z-direction.

放出する試料１１の放出点の、レンズシステム１３の光学軸１５に関する不揃いを補うために、通常ｘ方向において作用する一つの偏向器と、ｙ方向に作用する一つの偏向器とが、レンズシステムに組み込まれる。ｘ偏向器及びｙ偏向器は、レンズ軸１５に沿って互いの後ろに設置されてもよいが、ｘ偏向器及びｙ偏向器は、四つの電極から成る一つの偏向器パッケージ（deflector package）２９の中に組み入れられることの方が多い。ｘ偏向器及びｙ偏向器はそれぞれ、９０°近い方位角をカバーする（図１を参照）。   In order to compensate for the unevenness of the emission point of the sample 11 to be emitted with respect to the optical axis 15 of the lens system 13, one deflector that normally operates in the x direction and one deflector that operates in the y direction are provided in the lens system. Incorporated. The x deflector and the y deflector may be placed behind each other along the lens axis 15, but the x deflector and the y deflector have a single deflector package 29 consisting of four electrodes. It is more often incorporated in Each of the x and y deflectors covers an azimuth angle close to 90 ° (see FIG. 1).

以下、従来技術による粒子分光計のいくつかの問題点が、図１を参照しながら論じられることになる。便宜上、議論は主にレンズシステム１３の角度分解操作モード（角度操作モード）に言及することになる。しかし、議論の大部分は、イメージングモードにおけるマッピングにも等しく良く当てはめることができることは理解されるべきである。   In the following, some problems of the prior art particle spectrometer will be discussed with reference to FIG. For convenience, the discussion will mainly refer to the angle resolution operation mode (angle operation mode) of the lens system 13. However, it should be understood that much of the discussion applies equally well to mapping in imaging mode.

極低温まで効率的に冷却するための必要条件は、試料１１が冷媒と非常に良い熱接触状態にある必要があり、熱輻射から効率的に遮蔽されている必要もあるということを含む。この必要条件は、角度範囲全体をカバーできるように、十分な自由度をもってマニピュレーター１７の上に載置することとは相容れない。試料１１を機械的に動かすことも、放出領域又は分光計の分析装置に対して可視（visible）領域が変わるという危険性をもたらすため、異なる角度で取得されるスペクトルが、不注意で試料の異なる部分からも取得されてしまう。   The requirements for efficient cooling to cryogenic temperatures include that the sample 11 needs to be in very good thermal contact with the refrigerant and must also be effectively shielded from thermal radiation. This requirement is incompatible with placing on the manipulator 17 with sufficient flexibility to cover the entire angular range. Moving the sample 11 mechanically also poses a risk that the emission region or the visible region will change with respect to the analyzer of the spectrometer, so that the spectra acquired at different angles are inadvertently different from sample to sample. It is also acquired from the part.

ある程度は、上述のｘ偏向器及び／又はｙ偏向器を用いて、（イメージングモードにおいて）軸から外れて発射した電子や（角度モードにおいて）レンズシステム１３の光学軸１５に沿わない方向に発射した電子を入射スリット８の中心に導くことにより、試料１１を動かすのを避けることは可能である。特開昭５８−２００１４４号公報に開示された方法は、このテーマの一つの変形例を提供する。しかし、この技術で入射スリット８の中心に到達する軌道は、一般的な場合、光学軸１５に対して角度をなすことになるため、そのようなアプローチの実際の適用可能性は、どれも非常に限られている。従って、（スリットを横切る）ｙ方向における偏向のために、それらの軌道は、角度を定める開口スリット２７及び入射スリット８の組み合わせによって妨げられたり、許容できないエネルギー分解能の低下を招いたりすることになる。（スリットに沿った）ｘ方向においては、比較的小さな初期角度範囲内の軌道のみが、スピン検出器システムに許容される角度範囲内に出ていくことになる。入射スリット８に沿った分布全体を利用することが意図されている場合、一般的に、角度のスケールが非常に小さな偏向のためにさえ激しく歪められるというさらなる問題がある。   To some extent, using the x and / or y deflectors described above, the electrons were fired off-axis (in the imaging mode) or in a direction not along the optical axis 15 of the lens system 13 (in the angle mode). It is possible to avoid moving the sample 11 by guiding the electrons to the center of the entrance slit 8. The method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-200344 provides one variation of this theme. However, the trajectory that reaches the center of the entrance slit 8 with this technique will generally be angled with respect to the optical axis 15, so the practical applicability of any such approach is very high. It is limited to. Thus, due to deflection in the y-direction (across the slit), their trajectories will be hindered by the combination of the angled aperture slit 27 and the entrance slit 8 or will result in an unacceptable loss of energy resolution. . In the x direction (along the slit), only trajectories within a relatively small initial angular range will fall within the angular range allowed for the spin detector system. If it is intended to make use of the entire distribution along the entrance slit 8, there is generally the further problem that the angular scale is severely distorted even for very small deflections.

さらに、達成可能な角度分解能は、レンズシステム１３の角度分散に依存する。これは、ｙ方向において最も明らかに見られ、ｙ方向において、分解能は角度分散によって分割される入射スリット幅よりも良くはならない。この観点から、大きな分散をもって作動可能であることが望ましいことが多い。一方、観測できるθｘの範囲は、（半球の入射スリットの長さ）／（角度分散）とレンズの前側開口（the lens front aperture）のアクセプタンスとのうち、より小さい方によって制限されている。従って、分散が大きくなるとともに、半球の入射スリットの長さに由来する制限が厳しくなりすぎて、観測できるθｘの範囲はレンズのアクセプタンスよりも遥かに小さくなる可能性がある。 Furthermore, the achievable angular resolution depends on the angular dispersion of the lens system 13. This is most clearly seen in the y direction, where the resolution is not better than the entrance slit width divided by the angular dispersion. From this point of view, it is often desirable to be able to operate with great dispersion. On the other hand, the range of θ x that can be observed is limited by the smaller one of (length of entrance slit of hemisphere) / (angle dispersion) and acceptance of the lens front aperture. Therefore, as the dispersion increases, the limit due to the length of the hemispherical entrance slit becomes too severe, and the observable range of θ x may be much smaller than the acceptance of the lens.

特開昭５８−２００１４４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 58-200344

上述の問題のうちの一つ若しくはそれ以上を解決すること、又は少なくとも緩和することが、本発明の目的である。   It is an object of the present invention to solve, or at least alleviate, one or more of the problems described above.

特に、粒子分光測定、例えば光電子分光測定等におけるエネルギー分解能を向上させることが、本発明の目的である。   In particular, it is an object of the present invention to improve energy resolution in particle spectroscopic measurements, such as photoelectron spectroscopic measurements.

この目的及びその他の目的は、粒子放出試料から放出された荷電粒子に関する少なくとも一つのパラメーターを決定する方法によって達成される。その一つのパラメーターは、例えば、荷電粒子のエネルギー、開始方向、開始位置、又はスピンに関する。
その方法は、
前記荷電粒子の粒子ビームを形成し、実質的に一直線の光学軸を有するレンズシステムによって前記粒子放出試料と測定領域の入口との間で粒子を輸送するステップと、
粒子ビームが測定領域に入射する前に、レンズシステムの光学軸と直交する少なくとも第１座標方向に粒子ビームを偏向させるステップと、
前記測定領域内の前記荷電粒子の位置を検出するステップと、を備え、その位置は少なくとも一つの前記パラメーターの指標となる。 This and other objectives are achieved by a method for determining at least one parameter for charged particles emitted from a particle emission sample. One parameter relates to, for example, the energy of the charged particle, the starting direction, the starting position, or the spin.
The method is
Forming a particle beam of the charged particles and transporting the particles between the particle emitting sample and the entrance of the measurement region by a lens system having a substantially straight optical axis;
Deflecting the particle beam in at least a first coordinate direction orthogonal to the optical axis of the lens system before the particle beam is incident on the measurement region;
Detecting the position of the charged particle in the measurement region, the position being an indicator of at least one of the parameters.

さらに、その方法は、粒子ビームが測定領域に入射する前に、少なくとも同じ第１座標方向に少なくとも二回目の粒子ビームの偏向を行うステップを備える。   Furthermore, the method comprises the step of deflecting the particle beam at least a second time in at least the same first coordinate direction before the particle beam is incident on the measurement region.

粒子放出試料と測定領域の入口との間で粒子ビームを同じ座標方向に二回偏向させることによって、測定領域の入口における粒子ビームの位置及び方向の両方を制御することができる。   By deflecting the particle beam twice in the same coordinate direction between the particle emission sample and the entrance of the measurement region, both the position and direction of the particle beam at the entrance of the measurement region can be controlled.

好適には、粒子ビームの測定領域への入射前に、粒子ビームは、レンズシステムの光学軸と直交する二つの座標方向のそれぞれにおいて、少なくとも二回偏向される。これは、レンズシステムの光学軸に沿ったｚ軸を有する三次元のデカルト座標系を仮定すると、粒子ビームは、好適にはｘ方向及びｙ方向のそれぞれにおいて少なくとも二回、粒子の視点から見ると測定領域の入口の上流側へ（upstream the entrance of the measurement region）偏向されることを意味する。四つの条件（二つの直交した方向における位置及び方向）を満たすために、少なくとも二つの自由度がそれぞれの方向において必要である。   Preferably, prior to the particle beam entering the measurement area, the particle beam is deflected at least twice in each of two coordinate directions orthogonal to the optical axis of the lens system. This assumes that a three-dimensional Cartesian coordinate system with the z-axis along the optical axis of the lens system, the particle beam is preferably viewed from the particle point of view at least twice in each of the x and y directions. It means that it is deflected upstream the entrance of the measurement region. To satisfy the four conditions (position and direction in two orthogonal directions), at least two degrees of freedom are required in each direction.

その方法によって、粒子ビームを形成する粒子の角度分布の所定の部分が測定領域の入口を通過することが可能となる。好適には、粒子ビームの偏向は制御され、粒子の角度分布の前記所定の部分が、測定領域の入口をレンズシステムの光学軸と実質的に平行な方向に通過する。粒子ビームの角度分布の任意の部分（上記のデカルト座標系のｘ軸又はｙ軸に沿った部分だけではない）を分析するために、粒子ビームの偏向は、粒子ビームが測定チャンバーに入射する前に、ｘ軸及びｙ軸方向のそれぞれにおいて二回行われなければならないことがある。   The method allows a predetermined part of the angular distribution of the particles forming the particle beam to pass through the entrance of the measurement area. Preferably, the deflection of the particle beam is controlled so that the predetermined part of the angular distribution of the particles passes through the entrance of the measurement area in a direction substantially parallel to the optical axis of the lens system. In order to analyze any part of the angular distribution of the particle beam (not just the part along the x or y axis of the Cartesian coordinate system described above), the deflection of the particle beam is performed before the particle beam is incident on the measurement chamber. In addition, it may have to be performed twice in each of the x-axis and y-axis directions.

本発明の一実施形態において、第１及び少なくとも第２の方向は制御され、粒子の角度分布の前記所定の部分が、所定の開始方向（θｘ０、θｙ０）で、又は所定の範囲内の開始方向内において試料から放出された粒子のみを含む。 In one embodiment of the invention, the first and at least second directions are controlled, and the predetermined portion of the angular distribution of particles is in a predetermined starting direction (θ x0 , θ y0 ) or within a predetermined range Only particles released from the sample in the starting direction are included.

その方法によって、レンズシステムの光学軸に平行でない方向に放出された粒子を、測定領域の入口へレンズ軸と実質的に平行な方向に入射させることが可能になるので、試料表面は、表面の法線に対する放出角であってレンズ軸と平行な望ましい放出角を有するように方向付けられなければならないという基準が排除され、基準が排除されたことによって、次に（in turn）、試験試料（test sample）を動かしてこの方向付けを達成する必要性が減じられる。従って、本発明は新しいタイプの粒子ビーム操作を開示する。この新しいタイプの粒子ビーム操作により、ある程度、試験試料の物理的な操作の必要性が除かれる。   The method allows particles emitted in a direction not parallel to the optical axis of the lens system to be incident on the entrance of the measurement area in a direction substantially parallel to the lens axis, so that the sample surface is The criterion that the emission angle relative to the normal and must be oriented to have a desired emission angle parallel to the lens axis is eliminated, and by eliminating the criterion, the test sample (in turn) the need to move the test sample) to achieve this orientation is reduced. The present invention thus discloses a new type of particle beam manipulation. This new type of particle beam manipulation, to some extent, eliminates the need for physical manipulation of the test sample.

特に、提唱される粒子ビーム操作によって、試験試料を上記の三次元デカルト座標系のｘ方向及びｙ方向に傾斜させ、回転させる必要性が減じられる。   In particular, the proposed particle beam manipulation reduces the need for tilting and rotating the test sample in the x and y directions of the three-dimensional Cartesian coordinate system described above.

マニピュレーターの複雑な可動性の必要性が低減されるため、試験試料に対して直接冷却が行われることを可能にするマニピュレーターを使用することができる。上述のように、このマニピュレーターによって、試験試料のより効率的な冷却が可能になり、より効率的な冷却が可能になることによって、次に、分光分析器によって得られる測定のエネルギー分解能の向上がもたらされる。マニピュレーターの複雑な可動性の必要性が低減されることにより、試験試料は、冷却板に直接取り付けられることが可能になり、試験試料は約２Ｋまで冷却されることが可能になる。約２Ｋまでの冷却が可能になると、本発明による分光分析器を用いて、狭いバンド幅の励起源を使用するという条件では、結果として約０．７ｍｅＶのエネルギー分解能が得られる。   Since the need for complex manipulator mobility is reduced, a manipulator can be used that allows cooling directly to the test sample. As mentioned above, this manipulator allows for more efficient cooling of the test sample, which in turn allows for improved energy resolution of the measurements obtained by the spectroscopic analyzer. Brought about. By reducing the need for complex manipulator mobility, the test sample can be attached directly to the cold plate and the test sample can be cooled to about 2K. When cooling to about 2K is possible, an energy resolution of about 0.7 meV is obtained as a result of using a narrow bandwidth excitation source with a spectroscopic analyzer according to the present invention.

角度分解能を維持しながらエネルギー分解能が向上するという利点の他に、上述した方法を行うことが可能な分析装置を備える粒子分光計は、６軸マニピュレーター等の試験試料の複雑な動作を可能にするマニピュレーターを有する分光計よりも低コストで製造することができる。   In addition to the advantage of improved energy resolution while maintaining angular resolution, a particle spectrometer with an analyzer capable of performing the method described above allows for complex operation of a test sample such as a 6-axis manipulator. It can be manufactured at a lower cost than a spectrometer having a manipulator.

さらに、従来技術による分光計のようなものにおける試験試料の複雑な動作は、試験試料の正確に規定された領域への連続的な照射を困難にし、従って、試験試料の正確に規定された領域を分析することを困難にする。本発明は、試験試料の複雑な動作の必要性を排除するため、試験試料の正確に規定された目標領域への照射及び試験試料の正確に規定された目標領域の分析が容易になる。特に、試料位置は、多くの場合物理的に関連のあるすべての情報が得られるほど十分に大きな立体角内の全方向をカバーする一連の長い測定の間、不変に保たれることが可能である。   Furthermore, the complex operation of the test sample in such a prior art spectrometer makes it difficult to continuously irradiate the precisely defined area of the test sample, and thus the precisely defined area of the test sample. Make it difficult to analyze. The present invention eliminates the need for complex operation of the test sample, thereby facilitating the irradiation of the test sample to a precisely defined target area and the analysis of the precisely defined target area of the test sample. In particular, the sample position can be kept unchanged during a series of long measurements that often cover all directions within a solid angle that is large enough to obtain all physically relevant information. is there.

測定領域において、荷電粒子は静電場によって偏向され、偏向後の粒子の位置は検出装置によって検知される。測定領域、測定領域の入口、及び検出装置の設計に応じて、粒子のエネルギー、開始方向、又は開始位置といった様々な粒子に関連するパラメーターは、検出された位置から決定することができる。好適には、検出は二つの次元での粒子位置の検出を含む。二つの次元での粒子位置の一方は実質的に粒子のエネルギーを表し、他方は測定領域の入射平面内の直線に沿った粒子の空間分布を表す。入射平面内の直線に沿った（典型的には、スリット型の入口の長さ方向）粒子の空間分布から、粒子の開始方向及び開始位置に関する情報が得られるため、二次元検出装置によって、粒子のエネルギーと粒子の開始方向又は開始位置との両方を同時に決定することが可能になる。   In the measurement region, charged particles are deflected by an electrostatic field, and the position of the deflected particles is detected by a detection device. Depending on the measurement area, the entrance of the measurement area, and the design of the detection device, various particle-related parameters such as particle energy, starting direction, or starting position can be determined from the detected position. Preferably, the detection includes detection of particle positions in two dimensions. One of the particle positions in two dimensions substantially represents the energy of the particle, and the other represents the spatial distribution of the particles along a straight line in the incidence plane of the measurement region. Since the spatial distribution of the particles along a straight line in the plane of incidence (typically in the length direction of the slit-type entrance) provides information on the starting direction and starting position of the particles, It is possible to simultaneously determine both the energy and the starting direction or starting position of the particle.

しかし、測定領域への入口における粒子ビームの位置及び方向の両方を制御する能力のもう一つの結果は、それぞれの座標方向におけるビームの偏向が一回である場合と比べて、より大きな角度範囲が検出可能である点である。さらに、強度並びに（エネルギー及び角度の）分解能を維持しながら、より大きな角度範囲を調べることができる。同じ座標方向における二度の偏向の使用は、測定領域への入口における粒子ビームの位置及び方向の両方を制御し、実質的にレンズの前側開口のアクセプタンス角度によって定まる立体角内の角度範囲を、試料を動かすことなしに調べることを可能にする。これは、単一の偏向器の組では事実上不可能である。   However, another result of the ability to control both the position and direction of the particle beam at the entrance to the measurement region is that a larger angular range is obtained compared to a single deflection of the beam in each coordinate direction. It is a point that can be detected. In addition, larger angular ranges can be examined while maintaining intensity and resolution (energy and angle). The use of two deflections in the same coordinate direction controls both the position and direction of the particle beam at the entrance to the measurement area, and provides an angular range within a solid angle substantially determined by the acceptance angle of the front aperture of the lens, Allows examination without moving the sample. This is virtually impossible with a single set of deflectors.

本発明はまた、粒子放出試料から放出された荷電粒子に関する少なくとも一つのパラメーターを決定するための分析装置を提供し、分析装置は上述した方法を実行することができる。この目的のために、分析装置は荷電粒子が測定領域に入射することを可能にする入口を有する測定領域と、測定領域内の荷電粒子の位置を検出するための検出装置と、を備え、荷電粒子の位置は上記の少なくとも一つのパラメーターの指標となる。さらに、分析装置は実質的に一直線の光学軸を有するレンズシステムを備え、レンズシステムは試料から放出された荷電粒子の粒子ビームを形成するように操作可能であり、試料と上記の測定領域の入口との間で粒子を輸送する。分析装置は、粒子ビームが測定領域に入射する前に、レンズシステムの光学軸と直交する少なくとも第１座標方向に粒子ビームを偏向させるための第１の偏向器と、粒子ビームが測定領域に入射する前に、少なくとも同じ第１座標方向に少なくとも二回目の粒子ビームの偏向を行うように操作可能な少なくとも第２の偏向器と、を備える偏向装置をさらに含む。   The invention also provides an analytical device for determining at least one parameter relating to charged particles emitted from a particle emission sample, the analytical device being able to carry out the method described above. For this purpose, the analysis device comprises a measurement region having an inlet that allows charged particles to be incident on the measurement region, and a detection device for detecting the position of the charged particles in the measurement region. The position of the particles is an indicator of at least one of the above parameters. Furthermore, the analysis device comprises a lens system having a substantially straight optical axis, the lens system being operable to form a particle beam of charged particles emitted from the sample, the inlet of the sample and the measurement area described above Transport particles to and from. The analyzer includes a first deflector for deflecting the particle beam in at least a first coordinate direction orthogonal to the optical axis of the lens system before the particle beam is incident on the measurement region, and the particle beam is incident on the measurement region. And further comprising at least a second deflector operable to perform at least a second particle beam deflection in at least the same first coordinate direction.

好適には、少なくとも第２の偏向器は、第１の偏向器の下流に、レンズシステムの光学軸に沿って第１の偏向器から離間して配置される。上記の議論から理解されるように、第１及び少なくとも第２の偏向器を組み合わせた効果は、ビームのどの部分がどの方向で測定領域に入射するかを制御することである。この制御によって、ビームの選択された部分が、レンズ軸（即ち、レンズシステムの光学軸）の方向に沿って測定領域に入射することができるようになる。   Preferably, at least the second deflector is arranged downstream of the first deflector and spaced from the first deflector along the optical axis of the lens system. As can be seen from the above discussion, the combined effect of the first and at least the second deflector is to control which part of the beam is incident on the measurement region and in which direction. This control allows a selected portion of the beam to be incident on the measurement region along the direction of the lens axis (ie, the optical axis of the lens system).

偏向装置は、好適には、分析装置のレンズシステム中に一体化される。これは、レンズシステムと偏向装置とが一体部品を形成することを意味する。偏向装置とレンズシステムとの一体化により、分析器の小型設計ができ、分析器の中の別個の部品の数が減じられる。しかしながら、偏向装置はまた、分析器のレンズシステムの上流若しくは下流に配置されることも可能であり、レンズシステムの二つのレンズの間に配置されることも可能であり、又は少なくとも二つの偏向器がレンズシステムに関して異なる位置に配置されることも可能である。   The deflection device is preferably integrated in the lens system of the analyzer. This means that the lens system and the deflection device form an integral part. The integration of the deflection device and the lens system allows a compact design of the analyzer and reduces the number of separate parts in the analyzer. However, the deflection device can also be arranged upstream or downstream of the lens system of the analyzer, can be arranged between two lenses of the lens system, or at least two deflectors It is also possible to be arranged at different positions with respect to the lens system.

以上で議論した理由のため、偏向装置は、好適には、粒子ビームの粒子が測定領域の入口を通過する前に、粒子ビームをレンズシステムの光学軸と直交する座標方向、即ちｘ方向及びｙ方向のそれぞれにおいて二回偏向させるように操作可能である。   For the reasons discussed above, the deflection device preferably allows the particle beam to travel in a coordinate direction orthogonal to the optical axis of the lens system, i. It is operable to deflect twice in each direction.

この目的のために、偏向装置は例えば四つの偏向器を備えることが可能であり、四つの偏向器のうち二つは粒子ビームをｘ方向に偏向させるように操作可能であり、二つは粒子ビームをｙ方向に偏向させるように操作可能である。   For this purpose, the deflection device can comprise, for example, four deflectors, two of the four deflectors being operable to deflect the particle beam in the x direction and two of which are particle It is operable to deflect the beam in the y direction.

本発明の好ましい実施形態において、偏向装置は二つの偏向器パッケージ（deflector packages）を備え、それぞれの偏向器パッケージは、粒子ビームをｘ方向及びｙ方向の両方において偏向させるように操作可能である。この目的のために、それぞれの偏向器パッケージは二つの電極対を備えることが可能であり、二つの電極対は、電圧がそれぞれの対の電極間に印加されたとき、電場の二つの直交成分を発生させるように操作可能である。それぞれの偏向器パッケージの四つの電極は、好適には本質的に四極対称（quadrupolar symmetry）な形態で配置される。   In a preferred embodiment of the invention, the deflecting device comprises two deflector packages, each deflector package being operable to deflect the particle beam in both the x and y directions. For this purpose, each deflector package can comprise two electrode pairs, which are two orthogonal components of the electric field when a voltage is applied between each pair of electrodes. Is operable to generate The four electrodes of each deflector package are preferably arranged in an essentially quadrupolar symmetry form.

分析装置は、制御された電圧を偏向装置の電極に印加することによって粒子ビームの偏向を制御するための制御ユニットをさらに備える。   The analysis device further comprises a control unit for controlling the deflection of the particle beam by applying a controlled voltage to the electrodes of the deflection device.

制御ユニットは、試料から放出された粒子の特定の開始方向を決定するように構成されることが可能である。放出された粒子は、事前に計算された関数に従った偏向電圧を印加することによって、レンズシステムの光学軸に沿って測定領域に入射する。   The control unit can be configured to determine a specific starting direction of particles emitted from the sample. The emitted particles are incident on the measurement area along the optical axis of the lens system by applying a deflection voltage according to a pre-calculated function.

一応用例において、電圧はｙ方向における一連の開始角度（start angle）θｙが連続的に測定システムによって記録されるような方法で走査されることになる。それぞれのθｙに対して、測定領域の入口のスリット長さによって制限されたｘ方向における角度θｘの範囲が記録されるため、検出器システムによって定められる窓（window）の中のそれぞれのエネルギーに対する角度分布の二次元マップが得られる。そのような角度走査の間、ｘ方向の偏向は、典型的には一定に保たれることになり、（θｘ、θｙ）内の長方形の領域にわたるマップが得られる。レンズが高い角度分散で操作されると、ｘ方向の異なる偏向を有するそのような多数の走査を組み合わせて、レンズの前側開口のアクセプタンス角度全体にわたる完全なマップを得ることが可能である。検出器のエネルギー窓よりも大きなエネルギー範囲をカバーするために、試料と測定領域との間の加速電圧又は減速電圧を走査することも可能である。この応用例は、例えば角度分解光電子分光（Ａｎｇｌｅ Ｒｅｓｏｌｖｅｄ Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＡＲＰＥＳ）に利用できるが、それに限定されない。 In one application, the voltage will be scanned in such a way that a series of start angles θ y in the y direction are continuously recorded by the measurement system. For each θ y , the range of angles θ x in the x direction limited by the slit length at the entrance of the measurement area is recorded, so that each energy in the window defined by the detector system A two-dimensional map of the angular distribution for is obtained. During such angular scanning, the deflection in the x direction will typically be kept constant, resulting in a map over a rectangular region in (θ x , θ y ). When the lens is operated with high angular dispersion, it is possible to combine such multiple scans with different deflections in the x-direction to obtain a complete map over the entire acceptance angle of the front aperture of the lens. It is also possible to scan the acceleration voltage or the deceleration voltage between the sample and the measurement area in order to cover an energy range larger than the detector energy window. This application example can be used for, for example, Angle Resolved Photoelectron Spectroscopy (ARPES), but is not limited thereto.

別の応用例においては、偏向器電圧は、一つの選択された方向（θｘ０、θｙ０）の周りの狭い立体角内で放出された粒子がレンズの光学軸に沿って測定領域に入射することになるように、制御ユニットによってセットされることになり、エネルギー分析の後、この特定の初期方向を有する狭いエネルギー範囲内の粒子は、スピン検出器に入ることが可能となる。 In another application, the deflector voltage is such that particles emitted within a narrow solid angle around one selected direction (θ x0 , θ y0 ) enter the measurement region along the optical axis of the lens. As will be set by the control unit, after energy analysis, particles in a narrow energy range with this particular initial direction can enter the spin detector.

両方の場合で、制御ユニットは、レンズの集束特性及び分散特性を維持するため、及び必要な偏向角を与えるために、レンズの電圧及び偏向器電極の電圧を、事前に計算された関数に従って変化させることになる。   In both cases, the control unit changes the lens voltage and the deflector electrode voltage according to a pre-calculated function in order to maintain the focusing and dispersion characteristics of the lens and to provide the necessary deflection angle. I will let you.

本発明のさらなる実施形態において、四極対称の電圧が、少なくとも一つの偏向器パッケージにおける偏向器電圧に重畳される。そのような電圧によって、一つの平面内で焦点合わせすること及び直交した平面内で焦点をぼかすこと（defocusing）が可能になり、そのような電圧は角度マップにおける歪みを低減するために印加することができる。   In a further embodiment of the invention, a quadrupolar symmetric voltage is superimposed on the deflector voltage in at least one deflector package. Such a voltage allows focusing in one plane and defocusing in an orthogonal plane, and such voltage can be applied to reduce distortion in the angle map. Can do.

以上で簡単に議論したように、分析器の検出装置は、典型的には、測定領域内での荷電粒子のさらなる偏向の後の荷電粒子の位置を検出するように配置される。粒子の偏向の大きさは、粒子の運動エネルギーに依存するため、特定の方向における粒子の検出位置は、粒子のエネルギーの指標となる。また上述したように、検出装置は、好適には、測定領域内の荷電粒子のエネルギーと開始方向又は開始位置との両方を決定するために、測定領域内の荷電粒子の二つの次元での位置を検出することが可能である。この目的のために、検出装置は、例えば、マルチチャンネルの電子増倍板（ＭＣＰ）を備えることができる。マルチチャンネルの電子増倍板は、入ってくる粒子の位置において、測定可能な電気信号を発生させる。従って、入ってくる粒子の位置は、リンのスクリーン及びビデオカメラによって光学的に記録することも、例えばディレイライン又は抵抗性陽極検波器上の電気パルスとして記録することもできる。   As briefly discussed above, the detection device of the analyzer is typically arranged to detect the position of the charged particle after further deflection of the charged particle within the measurement region. Since the magnitude of the particle deflection depends on the kinetic energy of the particle, the detection position of the particle in a specific direction is an index of the energy of the particle. Also as mentioned above, the detection device preferably has a position in two dimensions of the charged particles in the measurement region in order to determine both the energy of the charged particles in the measurement region and the starting direction or start position. Can be detected. For this purpose, the detection device can comprise, for example, a multi-channel electron multiplier (MCP). Multi-channel electron multipliers generate measurable electrical signals at the incoming particle locations. Thus, the position of the incoming particles can be recorded optically with a phosphorus screen and video camera, or as an electrical pulse on a delay line or resistive anode detector, for example.

分析装置は、好適には、背景技術の部分で記述されたような半球状の光電子分光計といった半球状偏向器型の粒子分光計において使用される。従って、この場合、測定領域は上述の座標系の（ｙ、ｚ）平面に関して対称である二つの同中心の半球を備えることが可能である。半球は、ベース板の上に載置され、二つの半球の間に印加される静電場を有することが可能である。ベース板に対して垂直に近い方向で半球の間の領域へ入射した粒子は、場によって偏向され、偏向場によって定められる特定の範囲内の運動エネルギーを有する電子は、半円を通って進んだ後、検出装置に到達することになる。この実施形態において、測定領域の入口、即ち半球への入口は、典型的にはx方向に沿ったスリットであり、この測定領域の入口によって、二つの次元での検出が可能である検出装置は、エネルギー分布に関する情報と入射スリットに沿った分布に関する情報とを同時に与えることが可能になる。入射スリットに沿った分布に関する情報は、レンズ装置の操作モードに応じて粒子の開始方向及び開始位置のどちらの指標にもなる。   The analytical device is preferably used in a hemispherical deflector type particle spectrometer such as a hemispherical photoelectron spectrometer as described in the background section. Therefore, in this case, the measurement region can comprise two concentric hemispheres that are symmetric with respect to the (y, z) plane of the coordinate system described above. The hemisphere can rest on the base plate and have an electrostatic field applied between the two hemispheres. Particles incident on the region between the hemispheres in a direction nearly perpendicular to the base plate are deflected by the field, and electrons with kinetic energy within a certain range defined by the deflection field traveled through the semicircle. Later, the detection device is reached. In this embodiment, the entrance to the measurement area, i.e. the entrance to the hemisphere, is typically a slit along the x-direction, which allows the detection device to detect in two dimensions. It is possible to simultaneously provide information on the energy distribution and information on the distribution along the entrance slit. Information on the distribution along the entrance slit serves as an index for both the start direction and the start position of the particles according to the operation mode of the lens apparatus.

本発明の改良された実施形態において、分析装置はスピン検出器を備える。従来技術によるスピン検出器においては、スピン検出器の入口のレンズの軸の周りの狭い角度範囲内でスピン検出器に入射した電子のみが許容される。従来技術による分光計においては、このことは、電子はまた、分光計のレンズ軸の方向に対して平行に試料を飛び出さなければならないことを意味している。しかし、試験試料の代わりに、又は試験試料に加えて提案された電子ビーム操作の原理の別の利点は、レンズシステムのアクセプタンス内のどんな方向において試料から放出された電子であっても、スピン検出器の入口のレンズの方向に沿ってスピン検出器に入射するように運ばれることが可能であるということである。また本発明は、光電子分光計といった、上述したような分析装置を備える粒子分光計を提供する。好ましい実施形態において、粒子分光計は、背景技術の部分において上述されたように、半球状偏向器型の光電子分光計である。   In an improved embodiment of the invention, the analytical device comprises a spin detector. In prior art spin detectors, only electrons incident on the spin detector within a narrow angular range around the axis of the lens at the entrance of the spin detector are allowed. In prior art spectrometers this means that the electrons must also jump out of the sample parallel to the direction of the spectrometer's lens axis. However, another advantage of the proposed electron beam manipulation principle instead of or in addition to the test sample is that spin detection of electrons emitted from the sample in any direction within the acceptance of the lens system It can be carried to enter the spin detector along the direction of the lens at the entrance of the device. The present invention also provides a particle spectrometer comprising an analyzer as described above, such as a photoelectron spectrometer. In a preferred embodiment, the particle spectrometer is a hemispherical deflector type photoelectron spectrometer, as described above in the background section.

本発明は、以下に与えられる詳細な説明及び例示のためだけに与えられるその付随的な図面から、より完全に理解されるようになるであろう。異なる図面において、同一の参照番号は同一の要素を表す。   The present invention will become more fully understood from the detailed description given below and the accompanying drawings given solely by way of illustration. In the different drawings, the same reference signs refer to the same elements.

従来技術による半球状偏向器型の光電子分光計を示す図である。It is a figure which shows the hemispherical deflector type photoelectron spectrometer by a prior art. 図１に示された光電子分光計のレンズシステムを通った粒子の軌道を示す図である。It is a figure which shows the track | orbit of the particle | grains which passed through the lens system of the photoelectron spectrometer shown by FIG. 開口スリット及び図１に示された光電子分光計の測定領域の入射スリットを示す図である。It is a figure which shows the entrance slit of the measurement area | region of an opening slit and the photoelectron spectrometer shown by FIG. 本発明の一つの例示的な実施形態による半球状偏向器型の光電子分光計を示す図である。FIG. 3 shows a hemispherical deflector-type photoelectron spectrometer according to one exemplary embodiment of the present invention. 本発明の一つの例示的な実施形態による分析装置の二つの偏向器パッケージの端面図である。2 is an end view of two deflector packages of an analyzer according to one exemplary embodiment of the invention. FIG. 本発明の一つの例示的な実施形態による分析装置の二つの偏向器パッケージの端面図である。2 is an end view of two deflector packages of an analyzer according to one exemplary embodiment of the invention. FIG. 本発明の例示の実施形態による分析装置の一部を示す図である。FIG. 3 shows a portion of an analyzer according to an exemplary embodiment of the present invention. 偏向器電圧が図５Ａ及び図５Ｂに示された偏向器パッケージの電極に印加されることが可能である例示的な方法を示す図である。FIG. 6 illustrates an exemplary method in which a deflector voltage can be applied to the electrodes of the deflector package shown in FIGS. 5A and 5B. 偏向器電位が印加されていない場合の、本発明による分析装置のレンズシステムを通った粒子の軌道を示す図である。FIG. 3 shows the trajectory of particles through the lens system of the analyzer according to the invention when no deflector potential is applied. 偏向器電位が印加されている場合の、本発明による分析装置のレンズシステムを通った粒子の軌道を示す図である。FIG. 6 shows the trajectory of particles through the lens system of the analyzer according to the invention when a deflector potential is applied. 放出された粒子の角度分布の選択された部分が、本発明の原理に従ってどのように偏向されることができるかを示す図である。FIG. 3 shows how selected portions of the angular distribution of emitted particles can be deflected according to the principles of the present invention.

図４は、本発明の例示的な実施形態による粒子分光計３０を図解している。以下に説明される差異の他には、粒子分光計３０の構成要素及び機能性は、背景技術の部分で図１〜３を参照して記述された従来技術による半球状偏向器型の光電子分光計１の構成要素及び機能性と同一である。図４に示された構成要素で図１〜３に示された構成要素に対応するものには、同じ参照番号が与えられており、そのさらなる説明は省略する。   FIG. 4 illustrates a particle spectrometer 30 according to an exemplary embodiment of the present invention. In addition to the differences described below, the components and functionality of the particle spectrometer 30 are similar to those of the prior art hemispherical deflector type photoelectron spectroscopy described with reference to FIGS. It is identical to a total of 1 components and functionality. The components shown in FIG. 4 that correspond to the components shown in FIGS. 1-3 are given the same reference numerals and further description thereof is omitted.

従って、粒子分光計３０は、粒子放出試料１１から放出された荷電粒子のエネルギーと開始方向又は開始位置との分析のために適合される分析装置を備えた半球状偏向器型の光電子分光計である。   Accordingly, the particle spectrometer 30 is a hemispherical deflector-type photoelectron spectrometer equipped with an analysis device adapted for analyzing the energy of the charged particles emitted from the particle emission sample 11 and the starting direction or starting position. is there.

図４に見られるように、分析装置は、第１の偏向器パッケージ２９と第２の偏向器パッケージ２９’とを備える偏向装置３１を含む。第１の偏向器パッケージ２９及び第２の偏向器パッケージ２９’のそれぞれは、背景技術の部分に記述された図１の単一の偏向器パッケージ２９の通りに考案され、設計される。   As can be seen in FIG. 4, the analysis device includes a deflection device 31 comprising a first deflector package 29 and a second deflector package 29 '. Each of the first deflector package 29 and the second deflector package 29 'is devised and designed as the single deflector package 29 of FIG. 1 described in the background art section.

第１の偏向器パッケージ２９及び第２の偏向器パッケージ２９’の端面図をそれぞれ図解する図５Ａ及び図５Ｂを同時に参照すると、これは第１及び第２の偏向器パッケージのそれぞれが四つの電極３３Ａ〜３３Ｄ及び３３Ａ’〜３３Ｄ’を備え、電極のそれぞれが９０°に近い方位角をカバーしていることを意味する。それぞれの偏向器パッケージにおいて二つの対向して配置された電極は、電極対３３Ａ／３３Ｃ、３３Ｂ／３３Ｄ、３３Ａ’／３３Ｃ’、３３Ｂ’／３３Ｄ’を形成する。これらの電極対は、偏向器電圧Ｖｘ、Ｖｙの印加によって電極間に電場を発生させるように操作可能であるため、一つの座標方向において偏向器パッケージの電極間を通過する荷電粒子を偏向させるように操作可能である。従って、そのような電極対のそれぞれは、一つの座標方向において荷電粒子を偏向させるための偏向器を形成する。 Referring simultaneously to FIGS. 5A and 5B, which illustrate end views of the first deflector package 29 and the second deflector package 29 ′, respectively, this indicates that each of the first and second deflector packages has four electrodes. 33A to 33D and 33A ′ to 33D ′, which means that each of the electrodes covers an azimuth angle close to 90 °. Two opposing electrodes in each deflector package form electrode pairs 33A / 33C, 33B / 33D, 33A '/ 33C', 33B '/ 33D'. These electrode pairs can be operated to generate an electric field between the electrodes by applying deflector voltages V x and V y , so that the charged particles passing between the electrodes of the deflector package are deflected in one coordinate direction. It is possible to operate. Thus, each such electrode pair forms a deflector for deflecting charged particles in one coordinate direction.

座標系のｚ軸がレンズシステム１３の光学軸１５に沿っており、半球５が（ｙ、ｚ）平面に関して対称である三次元のデカルト座標系を仮定すると、それぞれの偏向器パッケージ２９、２９’の一方の電極対３３Ａ／３３Ｃ、３３Ａ’／３３Ｃ’は、ｘ方向に荷電粒子を偏向させるように配置され、それぞれの偏向器パッケージ２９、２９’の他方の電極対３３Ｂ／３３Ｄ、３３Ｂ’／３３Ｄ’は、ｙ方向に荷電粒子を偏向させるように配置される。ｘ方向に荷電粒子を偏向させるように配置された電極対は、以下では時としてｘ偏向器と呼ばれることになり、ｙ方向に荷電粒子を偏向させるように配置された電極対は、以下では時としてｙ偏向器と呼ばれることになる。   Assuming a three-dimensional Cartesian coordinate system in which the z-axis of the coordinate system is along the optical axis 15 of the lens system 13 and the hemisphere 5 is symmetric about the (y, z) plane, each deflector package 29, 29 ′. One electrode pair 33A / 33C, 33A ′ / 33C ′ is arranged to deflect charged particles in the x direction, and the other electrode pair 33B / 33D, 33B ′ / of each deflector package 29, 29 ′. 33D ′ is arranged to deflect the charged particles in the y direction. An electrode pair arranged to deflect charged particles in the x direction will hereinafter sometimes be referred to as an x deflector, and an electrode pair arranged to deflect charged particles in the y direction will be As a y deflector.

図６は分析装置の一部のより詳細な図を示しており、図６に図解されるように、偏向器パッケージ２９、２９’の電極３３Ａ〜３３Ｄ、３３Ａ’〜３３Ｄ’に印加される偏向器電圧は、制御ユニット３５によって制御される。同じ制御ユニット３５が、レンズシステム１３のレンズＬ１〜Ｌ３を構成する複数の同中心の電極に印加されるレンズ電圧を制御するように構成されることも可能である。   FIG. 6 shows a more detailed view of a portion of the analyzer, as illustrated in FIG. 6, the deflection applied to the electrodes 33A-33D, 33A′-33D ′ of the deflector packages 29, 29 ′. The device voltage is controlled by the control unit 35. The same control unit 35 can also be configured to control the lens voltage applied to the plurality of concentric electrodes that make up the lenses L1-L3 of the lens system 13.

偏向装置３１のそれぞれの電極対３３Ａ／３３Ｃ、３３Ｂ／３３Ｄ、３３Ａ’／３３Ｃ’、３３Ｂ’／３３Ｄ’の間に印加される偏向器電圧Ｖｘ、Ｖｙの符号及び絶対値は、制御ユニット３５によって独立に制御される。図５Ａ及び図５Ｂに図解されるように、第１の偏向器パッケージ２９におけるｘ偏向器３３Ａ／３３Ｃの偏向器電圧はＶｘ１と表され、第２の偏向器パッケージ２９’におけるｘ偏向器３３Ａ’／３３Ｃ’の偏向器電圧はＶｘ２と表される。同様に、第１及び第２の偏向器パッケージにおけるｙ偏向器３３Ｂ／３３Ｄ、３３Ｂ’／３３Ｄ’の偏向器電圧はそれぞれＶｙ１、Ｖｙ２と表される。 The sign and absolute value of the deflector voltages V x and V y applied between the respective electrode pairs 33A / 33C, 33B / 33D, 33A ′ / 33C ′, 33B ′ / 33D ′ of the deflecting device 31 are the control unit. 35 independently controlled. As illustrated in FIGS. 5A and 5B, the deflector voltage of the x deflector 33A / 33C in the first deflector package 29 is denoted as V x1 and the x deflector 33A in the second deflector package 29 ′. The deflector voltage of '/ 33C' is represented as V x2 . Similarly, the deflector voltages of the y deflectors 33B / 33D and 33B ′ / 33D ′ in the first and second deflector packages are expressed as V y1 and V y2 , respectively.

このように、それぞれの偏向器パッケージ２９、２９’における偏向器電極３３Ａ〜３３Ｄ、３３Ａ’〜３３Ｄ’は、対向する電極３３Ａ／３３Ｃ、３３Ａ’／３３Ｃ’の一つの対の間に印加される電圧ΔＶｘがｘ方向にのみ偏向をもたらし、直交する対３３Ｂ／３３Ｄ、３３Ｂ’／３３Ｄ’の間に印加される電圧ΔＶｙがｙ方向にのみ偏向をもたらすように配置される。従って、必要な偏向（Δｘ’、Δｙ’）はどんなものでも、ｘ方向及びｙ方向における偏向のための電圧の組み合わせを印加することによって達成することができる。そのため、偏向器電極に印加される電圧の適切な組み合わせにより、レンズシステム１３に入る荷電粒子の入射角がどのような組み合わせであっても、偏向器領域からの出射方向、即ち荷電粒子が偏向装置３１の最後の偏向器を通過した時の荷電粒子の方向がレンズ軸１５に対して平行であることと、荷電粒子の偏向器領域からの出射がレンズ軸１５に沿って起こることとを同時に達成することが可能である。これは、この特定の方向への軌道が、偏向装置３１の後に（即ち、粒子の視点から見て偏向装置の下流に）位置するレンズシステム１３の部分によって実質的に不変であることを意味する。 Thus, the deflector electrodes 33A-33D, 33A'-33D 'in each deflector package 29, 29' are applied between one pair of opposing electrodes 33A / 33C, 33A '/ 33C'. the voltage [Delta] V x brought deflection only in the x-direction, orthogonal pairs 33B / 33D, 33B '/ 33D ' voltage [Delta] V y applied between are arranged to provide deflection only in the y direction. Thus, any required deflection (Δx ′, Δy ′) can be achieved by applying a combination of voltages for deflection in the x and y directions. Therefore, the output direction from the deflector region, that is, the charged particles are deflected by any combination of the incident angles of the charged particles entering the lens system 13 by an appropriate combination of voltages applied to the deflector electrodes. The direction of the charged particles when passing through the last deflector 31 is parallel to the lens axis 15 and the emission of the charged particles from the deflector region along the lens axis 15 is achieved simultaneously. Is possible. This means that the trajectory in this particular direction is substantially unchanged by the part of the lens system 13 that is located after the deflector 31 (ie downstream of the deflector as viewed from the particle point of view). .

図７に図解されるように、四極対称の電圧Ｖｑが、偏向器パッケージの電極に印加される偏向器電圧Ｖｘ、Ｖｙに重畳されることが可能である。図７は第１の偏向器パッケージ２９のみを示しているが、四極対称の電圧Ｖｑが、第１の偏向器パッケージ２９及び第２の偏向器パッケージ２９’の何れか、又は両方における偏向器電圧に重畳されることが可能であることは理解されるべきである。これらの重畳される電圧Ｖｑはまた、一つの平面内で焦点合わせすること及び直交した平面内で焦点をぼかすことを達成するように、制御ユニット３５によって制御され、それによって角度マップにおける歪みを低減する。 As illustrated in FIG. 7, a quadrupolar symmetric voltage V q can be superimposed on the deflector voltages V x , V y applied to the electrodes of the deflector package. Although FIG. 7 shows only the first deflector package 29, the quadrupole symmetric voltage V q is applied to the deflector in either or both of the first deflector package 29 and the second deflector package 29 ′. It should be understood that it can be superimposed on the voltage. These superimposed voltages Vq are also controlled by the control unit 35 to achieve focusing in one plane and defocusing in an orthogonal plane, thereby reducing distortion in the angle map. To reduce.

図８Ａ及び図８Ｂは、レンズシステム１３の角度操作モード中に第１及び第２の偏向器パッケージ２９、２９’に偏向器電位ΔＶｘ、ΔＶｙが印加されていない場合及び印加されている場合の、粒子放出試料１１（例示された座標系において、ｚ＝０に位置しており、ｙ＝０を中心に小さな幅を有している）からの荷電粒子の異なる開始方向に対する、レンズシステム１３を通ったいくつかの軌道の（ｙ、ｚ）平面における射影を示す図である。図の縦軸は、以前に議論した三次元座標系のｙ座標を示し、横軸は同じ座標系のz方向における試料からの距離、即ちレンズシステム１３の光学軸１５に沿った試料からの距離を示す。軸は任意単位で、異なるスケールで描かれている。実線で示された軌道は、レンズシステムの光学軸１５に関して取り出し角０°で試料１１から放出された粒子の軌道であり、一方破線及び一点鎖線で示された軌道は、それぞれ取り出し角４°及び８°の対応する軌道である。 8A and 8B show the case where the deflector potentials ΔV x and ΔV y are not applied to the first and second deflector packages 29 and 29 ′ during the angle operation mode of the lens system 13 and when they are applied. Lens system 13 for different starting directions of charged particles from particle emitting sample 11 (located in the illustrated coordinate system at z = 0 and having a small width around y = 0). FIG. 6 shows projections in the (y, z) plane of several trajectories passing through. The vertical axis of the figure shows the y coordinate of the three-dimensional coordinate system discussed previously, and the horizontal axis is the distance from the sample in the z direction of the same coordinate system, that is, the distance from the sample along the optical axis 15 of the lens system 13. Indicates. The axes are in arbitrary units and are drawn on different scales. The trajectory indicated by the solid line is the trajectory of the particles emitted from the sample 11 with an extraction angle of 0 ° with respect to the optical axis 15 of the lens system, while the trajectory indicated by the dashed line and the dashed line is the extraction angle of 4 ° and The corresponding trajectory of 8 °.

図８Ａは、偏向器パッケージ２９、２９’に偏向器電位が印加されていない場合の、レンズシステム１３が角度モードにおいて操作されるときの軌道を図示する。レンズ軸１５上に放出された粒子は、異なるレンズＬ１〜Ｌ３（図４〜６を参照）の影響下にあるレンズシステムによって、入射スリット８の平面２６の中心へ導かれることになる。レンズ軸に対してその他の角度（θｘ、θｙ）で放出された粒子は、入射スリット平面２６上のその他の定められた位置に集束されることになる。 FIG. 8A illustrates the trajectory when the lens system 13 is operated in the angle mode when no deflector potential is applied to the deflector packages 29, 29 ′. The particles emitted on the lens axis 15 will be guided to the center of the plane 26 of the entrance slit 8 by the lens system under the influence of different lenses L1-L3 (see FIGS. 4-6). Particles emitted at other angles (θ x , θ y ) with respect to the lens axis will be focused at other defined positions on the entrance slit plane 26.

図８Ｂは、偏向器電位Ｖｘ、Ｖｙが印加されている場合の、レンズシステム１３が角度モードにおいて操作されるときの軌道を図示する。この例示的な実施形態において、偏向器パッケージ２９、２９’の電極３３Ａ〜３３Ｄ、３３Ａ’〜３３Ｄ’に印加された偏向器電圧は、粒子の角度分布の一部、即ちレンズ軸１５に対して取り出し角８°で放出された粒子を含む部分が、入射スリット８の平面の中心へ導かれるように制御され、粒子はレンズ軸１５の方向において測定領域３に入射する。レンズ軸に対してその他の角度（θｘ、θｙ）で放出された粒子は、入射スリット平面上のその他の定められた位置に集束されることになる。 FIG. 8B illustrates the trajectory when the lens system 13 is operated in the angle mode when the deflector potentials V x and V y are applied. In this exemplary embodiment, the deflector voltage applied to the electrodes 33A-33D, 33A′-33D ′ of the deflector packages 29, 29 ′ is a part of the angular distribution of the particles, ie the lens axis 15. The part containing the particles emitted at the extraction angle of 8 ° is controlled to be guided to the center of the plane of the entrance slit 8, and the particles enter the measurement region 3 in the direction of the lens axis 15. Particles emitted at other angles (θ x , θ y ) with respect to the lens axis will be focused at other defined locations on the entrance slit plane.

この例示的な実施形態において、選択された軌道が徐々にレンズ軸１５へ近付くように、第１の偏向器パッケージ２９は、粒子の軌道を「下方へ」曲げ、一方第２の偏向器パッケージ２９’は、逆の方向に曲げる。その他の方向で開始した軌道は、偏向させなかった場合と実質的に同じ分散を保ちながら、すべて実質的に同じ量だけずれた位置でレンズシステムを出ることになる。   In this exemplary embodiment, the first deflector package 29 bends the particle trajectory “down” so that the selected trajectory gradually approaches the lens axis 15, while the second deflector package 29. 'Bend in the opposite direction. Trajectories starting in the other direction will exit the lens system at positions that are all offset by substantially the same amount while maintaining substantially the same dispersion as if they were not deflected.

図９Ａ〜９Ｃも、放出された粒子の角度分布の選択された部分Ａ、Ｂが、たとえ試料１１からの取り出し角θｘ、θｙがどんなものであっても、本明細書に記載された発明の構想を用いて、選択された部分がレンズ装置の光学軸１５に対して実質的に平行な方向において測定領域３の入口８に入射するように偏向されることができる方法を図解する。図９Ａ及び図９Ｂは、粒子ビームの角度分布を図解しており、粒子ビームは参照番号３９によって表される。また、図９Ｃは粒子ビームの偏向の後に半球の入射平面２６上に描かれるこれらの角度分布を示す。 FIGS. 9A-9C are also described herein where selected portions A, B of the angular distribution of emitted particles are whatever the extraction angles θ x , θ y from the sample 11. Using the inventive concept, it is illustrated how a selected part can be deflected to enter the entrance 8 of the measurement region 3 in a direction substantially parallel to the optical axis 15 of the lens apparatus. 9A and 9B illustrate the angular distribution of the particle beam, which is represented by reference numeral 39. FIG. 9C also shows these angular distributions drawn on the hemispherical entrance plane 26 after deflection of the particle beam.

図９Ａ及び図９Ｃは、粒子ビームの角度分布の部分Ａの望ましい偏向をともに図解し、図９Ｂ及び図９Ｃは、粒子ビームの角度分布の部分Ｂの望ましい偏向をともに図解する。部分Ａ及び部分Ｂは、測定領域３において例えば粒子のエネルギー、開始方向、開始位置、又はスピンに関して分析するために選択された粒子を含んでいる。図８Ｂに図示された例に従って、単一の座標方向（ｙ方向）における二つの偏向は、図９Ａ中の縦破線によって限定されたストリップ（strip）内の角度分布の任意の選択された部分Ａをレンズ軸１５と実質的に平行な方向において測定領域に入射させるのに十分なものである。一方、レンズ軸１５に直交する二つの座標方向（即ち、ｘ方向及びｙ方向）のそれぞれにおける二つの偏向が、図９Ｂ中の縦破線によって限定されたストリップ内の角度分布の任意の選択された部分Ｂをレンズ軸と実質的に平行な方向において測定領域に入射させるためには必要である。図９Ｂ中の縦破線の間の角度分布の任意の選択された部分は、その部分の中心を（θｘ、θｙ）として、固定された開始方向θｘ≠０の軌道がｘ＝０及びｄｘ／ｄｚ＝０で出ていくように電圧Ｖｘを設定し、連続した方向θｙがｙ＝０及びｄｙ／ｄｚ＝０で出ていくように電圧Ｖｙを変化させれば、測定領域に入射させることが可能である。 9A and 9C together illustrate the desired deflection of part A of the particle beam angular distribution, and FIGS. 9B and 9C illustrate both the desired deflection of part B of the particle beam angular distribution. Part A and part B contain particles selected for analysis in the measurement region 3, for example with respect to particle energy, starting direction, starting position or spin. In accordance with the example illustrated in FIG. 8B, two deflections in a single coordinate direction (y-direction) can be obtained by selecting any selected portion A of the angular distribution within the strip defined by the vertical dashed line in FIG. 9A. Is sufficient to enter the measurement area in a direction substantially parallel to the lens axis 15. On the other hand, two deflections in each of two coordinate directions orthogonal to the lens axis 15 (ie, the x and y directions) are arbitrarily selected for the angular distribution in the strip limited by the vertical dashed line in FIG. 9B. It is necessary for the part B to be incident on the measurement region in a direction substantially parallel to the lens axis. Arbitrary selected portions of the angular distribution between the vertical dashed lines in FIG. 9B, with the center of that portion being (θ x , θ y ), the trajectory with a fixed start direction θ x ≠ 0 is x = 0 and If the voltage V x is set so as to exit at dx / dz = 0, and the voltage V y is changed so that the continuous direction θ y exits at y = 0 and dy / dz = 0, the measurement region It is possible to make it enter.

再度図６を参照すると、第１の偏向器パッケージ２９及び第２の偏向器パッケージ２９’は、荷電粒子が粒子放出試料１１と測定領域３の入口８との間の道筋の上にある偏向子パッケージの電極対３３Ａ／３３Ｃ、３３Ｂ／３３Ｄ、３３Ａ’／３３Ｃ’、３３Ｂ’／３３Ｄ’の間を通過するように、レンズシステム１３の光学軸１５の周りに同心円状に配置され、いくらかの距離だけ離隔される。別の用途には個々のレンズ要素Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の異なる組み合わせが必要になる可能性があるので、別の用途のために、レンズ装置１３中のレンズ要素の数及び／又はレンズ装置１３全体（一体化した偏向装置３１を含む）の長さは、実質的に変更が可能である。好適には、偏向装置３１の偏向器は何れも、レンズ要素Ｌ２内に配置されるが、上記のレンズ要素Ｌ２の端からおよそ一つのレンズ要素の半径よりもレンズ要素Ｌ２の端の近くに位置するべきではない。さらに、第１の偏向器パッケージ２９及び第２の偏向器パッケージ２９’の間の距離は、好適には、最小でもレンズ要素Ｌ２の半径であるべきであり、偏向器パッケージはレンズ要素Ｌ２内に配置される。従って、第１の偏向器パッケージ２９及び第２の偏向器パッケージ２９’があるレンズ要素の半径を有する同じレンズ要素Ｌ２内に配置される場合、第１の偏向器パッケージ２９は、好適には、レンズ要素Ｌ２の始端から最小でも一つのレンズ要素の半径だけ離間して位置し、第２の偏向器パッケージ２９’は、好適には、第１の偏向器パッケージ２９とレンズ要素Ｌ２の終端との両方から最小でも一つのレンズ要素の半径だけ離間して位置する。これは、荷電粒子が次の偏向器に入る前にその方向を変化させるための時間を荷電粒子に与えるためだけでなく、第１及び第２の偏向器パッケージの間で静電電位がクロストークするのを避けるためでもある。   Referring again to FIG. 6, the first deflector package 29 and the second deflector package 29 ′ are deflectors in which charged particles are on the path between the particle emission sample 11 and the entrance 8 of the measurement region 3. Concentrically arranged at some distance around the optical axis 15 of the lens system 13 to pass between the electrode pairs 33A / 33C, 33B / 33D, 33A '/ 33C', 33B '/ 33D' of the package Only separated. Because different applications may require different combinations of individual lens elements L1, L2, L3, the number of lens elements in the lens device 13 and / or the entire lens device 13 may be used for another application. The length of the length (including the integrated deflection device 31) can be substantially changed. Preferably, all the deflectors of the deflecting device 31 are arranged in the lens element L2, but are located closer to the end of the lens element L2 than the radius of one lens element from the end of the lens element L2. Should not do. Furthermore, the distance between the first deflector package 29 and the second deflector package 29 ′ should preferably be at least the radius of the lens element L2, and the deflector package is within the lens element L2. Be placed. Thus, if the first deflector package 29 and the second deflector package 29 ′ are located within the same lens element L2 having the radius of the lens element, the first deflector package 29 is preferably The second deflector package 29 'is preferably located at a distance of at least one lens element radius from the starting end of the lens element L2, and the second deflector package 29' is preferably located between the first deflector package 29 and the end of the lens element L2. They are located at least one lens element radius away from both. This not only gives the charged particles time to change their direction before the charged particles enter the next deflector, but also the electrostatic potential crosstalks between the first and second deflector packages. It is also to avoid doing.

さらに、偏向装置３１の偏向器３３Ａ／３３Ｃ、３３Ｂ／３３Ｄ、３３Ａ’／３３Ｃ’、３３Ｂ’／３３Ｄ’は、好適には、偏向器電極及び電極間の隔たりを含む領域には偏向器電極自身によって発生したもの以外の電場が実質的に存在しないように、レンズ装置１３のレンズ要素Ｌ１〜Ｌ３に関して配置される。この目的のために、図５Ａ及び図５Ｂに図解されるように、偏向器電極３３Ａ〜３３Ｄ、３３Ａ’〜３３Ｄ’は、好適には、円筒形のチューブ４１、４１’の中に配置され、偏向器電極３３Ａ〜３３Ｄ、３３Ａ’〜３３Ｄ’の電位は円筒形のチューブ４１、４１’の電位を参照させられる（with their electrical potentials referred to the potential of this tube）。従って、偏向装置３１が二つの偏向器パッケージ２９、２９’を備え、偏向器パッケージ２９、２９’のそれぞれが四つの電極３３Ａ〜３３Ｄ、３３Ａ’〜３３Ｄ’を備える好ましい実施形態において、それぞれの偏向器パッケージの電極は、実質的に円筒形状の偏向器パッケージを形成するように、四重の回転対称性を有する円筒形の領域を形成し、円筒形の偏向器パッケージは外側の円筒形のチューブ４１、４１’の中に配置される。   Furthermore, the deflectors 33A / 33C, 33B / 33D, 33A '/ 33C', 33B '/ 33D' of the deflection device 31 are preferably provided in the region including the deflector electrode and the gap between the electrodes. Is arranged with respect to the lens elements L1 to L3 of the lens device 13 so that there is substantially no electric field other than that generated by. For this purpose, as illustrated in FIGS. 5A and 5B, the deflector electrodes 33A-33D, 33A′-33D ′ are preferably arranged in cylindrical tubes 41, 41 ′, The potentials of the deflector electrodes 33A to 33D and 33A ′ to 33D ′ are referred to the potentials of the cylindrical tubes 41 and 41 ′ (with their electrical potentials referred to the potential of this tube). Thus, in a preferred embodiment in which the deflection device 31 comprises two deflector packages 29, 29 ', each of the deflector packages 29, 29' comprising four electrodes 33A-33D, 33A'-33D ' The electrodes of the deflector package form a cylindrical region with quadruple rotational symmetry so as to form a substantially cylindrical deflector package, the cylindrical deflector package being the outer cylindrical tube 41, 41 '.

図面に示された例示的な実施形態においてはレンズシステム１３に一体化しているが、偏向装置３１の偏向器３３Ａ／３３Ｃ、３３Ｂ／３３Ｄ、３３Ａ’／３３Ｃ’、３３Ｂ’／３３Ｄ’がレンズシステム１３及びレンズシステム１３の個々のレンズ要素Ｌ１〜Ｌ３との関連において別の様態で配置されることも可能であるということは理解されるべきである。例えば、偏向装置３１及び偏向装置３１のすべての偏向器は、試料１１とレンズシステム１３の始端との間の「上流の位置」に配置されることも、又はレンズシステム１３の出口と半球５の入射スリット８との間の「下流の位置」に配置されることも可能である。そのような配置が偏向動作とレンズ動作とをさらに分離する限りは、そのような配置はいくつかの状況において有利である可能性がある。例えば、全体として一度に一つの単一方向の観測専用となっているシステム（例えば、スピン検出専用システム）のために、偏向装置３１の上流の位置は一体化された解決手法よりも広い角度範囲を可能にする。しかし、試料１１とレンズ装置１３との間の距離が増加すると、通常の用途のためのアクセプタンス角度の好ましくない減少をもたらすことになる。偏向装置３１の下流の位置では、最後のアクティブレンズ要素Ｌ３と測定領域３の入射スリット８との間の距離が増加すると、分散及びエネルギー範囲の柔軟性を減少させることになる。   In the exemplary embodiment shown in the drawing, it is integrated into the lens system 13, but the deflectors 33A / 33C, 33B / 33D, 33A '/ 33C', 33B '/ 33D' of the deflection device 31 are integrated into the lens system. It is to be understood that other arrangements in relation to the individual lens elements L1-L3 of the lens system 13 and the lens system 13 are possible. For example, the deflecting device 31 and all deflectors of the deflecting device 31 may be arranged in an “upstream position” between the sample 11 and the starting end of the lens system 13, or the outlet of the lens system 13 and the hemisphere 5. It is also possible to arrange it at a “downstream position” between the entrance slit 8. As long as such an arrangement further separates the deflection and lens movements, such an arrangement may be advantageous in some situations. For example, because of a system that is dedicated to observation in one unidirectional direction at a time (eg, a system dedicated to spin detection), the upstream position of the deflecting device 31 has a wider angular range than the integrated solution. Enable. However, increasing the distance between the sample 11 and the lens device 13 will lead to an undesired decrease in the acceptance angle for normal applications. At a position downstream of the deflecting device 31, increasing the distance between the last active lens element L3 and the entrance slit 8 of the measurement region 3 will reduce the dispersion and energy range flexibility.

従って、本発明の好ましい実施形態において、偏向装置３１の偏向器３３Ａ／３３Ｃ、３３Ｂ／３３Ｄ、３３Ａ’／３３Ｃ’、３３Ｂ’／３３Ｄ’は、少なくとも一つのレンズが粒子ビームの第１の偏向の前に粒子ビームに作用し、少なくとも一つのレンズが粒子ビームの最後の偏向の後に粒子ビームに作用するように、レンズ装置１３の個々のレンズ要素Ｌ１〜Ｌ３に関して配置される。また、偏向装置３１のすべての偏向器は、好適には、レンズシステム１３の同じレンズ要素Ｌ２内に配置される。これは、偏向装置のすべての偏向器が同じ電位に囲まれることを意味する。これは、粒子ビームの角度分布の所望の部分がレンズ軸１５と平行に測定領域３の入口８を通過するようにするために必要な偏向器電圧及びレンズ電圧の制御を容易にするという点で有利である。   Therefore, in a preferred embodiment of the present invention, the deflectors 33A / 33C, 33B / 33D, 33A ′ / 33C ′, 33B ′ / 33D ′ of the deflecting device 31 have at least one lens for the first deflection of the particle beam. It is arranged with respect to the individual lens elements L1 to L3 of the lens arrangement 13 so that it acts on the particle beam before and at least one lens acts on the particle beam after the last deflection of the particle beam. Also, all deflectors of the deflection device 31 are preferably arranged in the same lens element L2 of the lens system 13. This means that all deflectors of the deflection device are surrounded by the same potential. This is in that it facilitates the control of the deflector voltage and the lens voltage which are necessary for the desired part of the angular distribution of the particle beam to pass through the entrance 8 of the measurement region 3 parallel to the lens axis 15. It is advantageous.

以上で議論したように、好ましい設計において、偏向器電極は四重の回転対称性を有する二つの偏向器パッケージ２９、２９’の中に詰められた円筒形の部分のような形状であり、二つの偏向器パッケージは断面及び長さの両方において同一である。しかし、これらの特徴は何れも分析装置の操作のために不可欠なものではないことは理解されるべきである、平板状又はその他の形状の電極が考えられ、例えば角度のパターンの歪みを低減するという利点を有し得る。少なくとも一つのパッケージ中に８個（又は４ｎ個）の電極を有する構成も可能である。（ｘ、ｚ）及び（ｙ、ｚ）平面に関する鏡映対称性は、実用上の観点から非常に望ましいが、厳密に必要というわけではない。   As discussed above, in the preferred design, the deflector electrode is shaped like a cylindrical portion packed in two deflector packages 29, 29 'having quadruple rotational symmetry, The two deflector packages are identical in both cross section and length. However, it should be understood that none of these features are essential for the operation of the analyzer, flat or other shaped electrodes are conceivable, eg to reduce angular pattern distortion Can have the advantage. A configuration having 8 (or 4n) electrodes in at least one package is also possible. Mirror symmetry with respect to the (x, z) and (y, z) planes is highly desirable from a practical point of view, but is not strictly necessary.

本発明は以上に記述された実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲内の様々なものであり得る。   The invention is not limited to the embodiments described above, but may be varied within the scope of the appended claims.

さらに、本開示による主題の例示的で包括的ではない例示が、以下の付記項１〜２２において提供される。
［付記項１］
粒子放出試料（１１）から放出された荷電粒子に関する少なくとも一つのパラメーターを決定するための方法であって、
前記荷電粒子の粒子ビームを形成し、実質的に一直線の光学軸（１５）を有するレンズシステム（１３）によって前記粒子放出試料（１１）と測定領域（３）の入口（８）との間で粒子を輸送するステップと、
前記粒子ビームが前記測定領域に入射する前に、前記レンズシステムの前記光学軸と直交する少なくとも第１座標方向（ｘ、ｙ）において前記粒子ビームを偏向させるステップと、
前記測定領域における前記荷電粒子の位置を検出するステップと、を備え、前記位置は、少なくとも一つの前記パラメーターの指標となり、
前記粒子ビームが前記測定領域に入射する前に、少なくとも同じ前記第１座標方向（ｘ、ｙ）において少なくとも二回目の前記粒子ビームの偏向を行うステップをさらに備えることを特徴とする方法。
［付記項２］
前記粒子ビームの一回目の偏向は、第１の偏向器（３３Ａ／３３Ｃ、３３Ｂ／３３Ｄ）によって実現され、前記粒子ビームの少なくとも二回目の偏向は、少なくとも第２の偏向器（３３Ａ’／３３Ｃ’、３３Ｂ’／３３Ｄ’）によって実現され、前記第２の偏向器は、前記第１の偏向器の下流に前記レンズシステム（１３）の前記光学軸（１５）に沿って前記第１の偏向器から離間して配置される、請求項１に記載の方法。
［付記項３］
前記粒子ビームは、前記粒子ビームが前記測定領域（３）に入射する前に、前記第１座標方向（ｘ）及び前記レンズシステム（１３）の前記光学軸（１５）と直交する第２座標方向（ｙ）においても少なくとも二回偏向される、請求項１又は２に記載の方法。
［付記項４］
前記粒子ビームの偏向はすべてレンズシステム（１３）内で起こり、少なくとも一つのレンズ（Ｌ１）が前記粒子ビームの前記一回目の偏向の前に前記粒子に作用し、少なくとも一つのレンズ（Ｌ３）が前記粒子ビームの最後の偏向の後に前記粒子に作用する、請求項１〜３の何れか一項に記載の方法。
［付記項５］
前記粒子ビームの少なくとも一つの偏向は、偏向器パッケージ（２９）によって実現され、前記偏向器パッケージ（２９）は本質的に四極対称な形態で配置される四つの電極（３３Ａ〜３３Ｄ）を備え、前記四つの電極（３３Ａ〜３３Ｄ）は二つの電極対（３３Ａ／３３Ｃ、３３Ｂ／３３Ｄ）を形成し、前記二つの電極対（３３Ａ／３３Ｃ、３３Ｂ／３３Ｄ）はそれぞれの座標方向（ｘ、ｙ）における偏向器の役割を果たし、
前記偏向器パッケージ（２９）の前記二つの電極対の一方（３３Ａ／３３Ｃ）の間に第１の偏向器電圧（Ｖｘ）を印加するステップと、
前記偏向器パッケージ（２９）の前記二つの電極対の他方（３３Ｂ／３３Ｄ）の間に第２の偏向器電圧（Ｖｙ）を印加するステップと、
前記偏向器パッケージ（２９）の前記電極（３３Ａ〜３３Ｄ）に四極対称の電圧（±Ｖｑ）を印加し、前記偏向器電圧（Ｖｘ、Ｖｙ）に重畳させるステップと、をさらに備える、請求項１〜４の何れか一項に記載の方法。
［付記項６］
前記粒子ビームを形成する前記粒子の角度分布（３９）の所定の部分（Ａ、Ｂ）が前記測定領域（３）の前記入口（８）を通過するように、前記粒子ビームの前記偏向を制御するステップをさらに備える、請求項１〜５の何れか一項に記載の方法。
［付記項７］
前記粒子の前記角度分布の前記所定の部分（Ａ、Ｂ）が、前記測定領域（３）の前記入口（８）を前記レンズシステム（１３）の前記光学軸（１５）と実質的に平行な方向に通過するように、前記粒子ビームの前記偏向を制御するステップをさらに備える、請求項６に記載の方法。
［付記項８］
前記少なくとも一つのパラメーターは、
前記荷電粒子のエネルギー、
前記荷電粒子の開始方向、
前記荷電粒子の開始位置、及び
前記荷電粒子のスピン、
のうち少なくとも一つに関する、請求項１〜７の何れか一項に記載の方法。
［付記項９］
前記荷電粒子の前記位置を検出する前記ステップは、二つの次元での位置の検出を含み、前記二つの次元での位置の一方は前記粒子のエネルギーの指標となり、前記二つの次元での位置の他方は前記粒子の開始方向又は開始位置の指標となる、請求項１〜８の何れか一項に記載の方法。
［付記項１０］
粒子放出試料（１１）から放出された荷電粒子に関する少なくとも一つのパラメーターを決定するための分析装置であって、
測定領域（３）であって、前記粒子が前記測定領域に入射することを可能にする入口（８）を有する測定領域（３）と、
前記荷電粒子の粒子ビームを形成し、前記粒子放出試料と前記測定領域の前記入口との間で前記粒子を輸送するためのレンズシステム（１３）であって、実質的に一直線の光学軸（１５）を有するレンズシステム（１３）と、
前記粒子ビームが前記測定領域に入射する前に、前記レンズシステムの前記光学軸と直交する少なくとも第１座標方向（ｘ、ｙ）において前記粒子ビームを偏向させるための第１の偏向器（３３Ａ／３３Ｃ、３３Ｂ／３３Ｄ）を備える偏向装置（３１）と、
前記測定領域における前記荷電粒子の位置を検出するための検出装置（９）と、を備え、前記位置は前記少なくとも一つのパラメーターの指標となり、
前記偏向装置（３１）は、前記粒子ビームが前記測定領域（３）に入射する前に、少なくとも同じ前記第１座標方向（ｘ、ｙ）において少なくとも二回目の前記粒子ビームの偏向を行うように操作可能な少なくとも第２の偏向器（３３Ａ’／３３Ｃ’、３３Ｂ’／３３Ｄ’）をさらに備えることを特徴とする分析装置。
［付記項１１］
前記第２の偏向器（３３Ａ’／３３Ｃ’、３３Ｂ’／３３Ｄ’）は、前記第１の偏向器（３３Ａ／３３Ｃ、３３Ｂ／３３Ｄ）の下流に、前記レンズシステム（１３）の前記光学軸（１５）に沿って前記第１の偏向器から離間して配置される、請求項１０に記載の分析装置。
［付記項１２］
前記偏向装置（３１）は、前記粒子ビームが前記測定領域（３）に入射する前に、前記第１座標方向（ｘ）及びレンズシステム（１３）の光学軸（１５）と直交する第２座標方向（ｙ）においても少なくとも二回前記粒子ビームを偏向させるように操作可能である、請求項１０又は１１に記載の分析装置。
［付記項１３］
前記偏向装置（３１）は、本質的に四極対称な形態で配置される四つの電極（３３Ａ〜３３Ｄ）を備える少なくとも一つの偏向器パッケージ（２９）を備え、前記偏向器パッケージ（２９）の前記四つの電極（３３Ａ〜３３Ｄ）は二つの電極対（３３Ａ／３３Ｃ、３３Ｂ／３３Ｄ）を形成し、前記二つの電極対（３３Ａ／３３Ｃ、３３Ｂ／３３Ｄ）は前記第１座標方向（ｘ）及び前記第２座標方向（ｙ）のそれぞれの座標方向における偏向器の役割を果たす、請求項１２に記載の分析装置。
［付記項１４］
前記電極（３３Ａ〜３３Ｄ）のそれぞれに個別の電圧を印加するように構成された制御ユニット（３５）をさらに備える、請求項１３に記載の分析装置。
［付記項１５］
前記レンズシステムの少なくとも一つのレンズ要素（Ｌ１）が前記偏向装置のすべての偏向器（３３Ａ／３３Ｃ、３３Ｂ／３３Ｄ、３３Ａ’／３３Ｃ’、３３Ｂ’／３３Ｄ’）の上流に位置し、前記レンズシステムの他の少なくとも一つのレンズ要素（Ｌ３）が前記偏向装置のすべての偏向器の下流に位置するように、前記偏向装置（３１）と前記レンズシステム（１３）とが配置される、請求項１０〜１４の何れか一項に記載の分析装置。
［付記項１６］
前記偏向装置（３１）のすべての偏向器（３３Ａ／３３Ｃ、３３Ｂ／３３Ｄ、３３Ａ’／３３Ｃ’、３３Ｂ’／３３Ｄ’）は、レンズ装置（１３）の同じレンズ要素（Ｌ２）内に配置される、請求項１０〜１５の何れか一項に記載の分析装置。
［付記項１７］
前記偏向装置（３１）は、前記レンズシステム（１３）の一体部品を形成する、請求項１０〜１６の何れか一項に記載の分析装置。
［付記項１８］
前記粒子ビームを形成する前記粒子の角度分布（３９）の所定の部分（Ａ、Ｂ）が前記測定領域（３）の前記入口（８）を通過するように、前記偏向装置（３１）が前記粒子ビームを偏向させるように操作可能な制御ユニット（３５）をさらに備える、請求項１０〜１７の何れか一項に記載の分析装置。
［付記項１９］
前記制御ユニット（３５）は、前記粒子の前記角度分布（３９）の前記所定の部分（Ａ、Ｂ）が、前記測定領域（３）の前記入口（８）を前記レンズシステム（１３）の前記光学軸（１５）と実質的に平行な方向に通過するように、前記偏向装置（３１）が前記粒子ビームを偏向させるように操作可能である、請求項１８に記載の分析装置。
［付記項２０］
前記検出装置（９）は、二つの次元での前記荷電粒子の位置を決定するように構成され、前記二つの次元での位置の一方は前記粒子のエネルギーの指標となり、前記二つの次元での位置の他方は前記粒子の開始方向又は開始位置の指標となる、請求項１０〜１９の何れか一項に記載の分析装置。
［付記項２１］
粒子放出試料（１１）を分析するための粒子分光計であって、請求項１０〜２０の何れか一項に記載の分析装置を備えることを特徴とする粒子分光計。
［付記項２２］
前記粒子分光計は、半球状偏向器型の光電子分光計（３０）である、請求項２１に記載の粒子分光計。 Additionally, exemplary and non-exhaustive examples of the subject matter according to the present disclosure are provided in the following supplementary items 1-22.
[Additional Item 1]
A method for determining at least one parameter for charged particles emitted from a particle emission sample (11), comprising:
Between the particle emitting sample (11) and the entrance (8) of the measurement region (3) by a lens system (13) that forms a particle beam of the charged particles and has a substantially straight optical axis (15). Transporting the particles;
Deflecting the particle beam in at least a first coordinate direction (x, y) orthogonal to the optical axis of the lens system before the particle beam is incident on the measurement region;
Detecting the position of the charged particles in the measurement region, wherein the position is an indicator of at least one of the parameters,
The method further comprising the step of deflecting the particle beam at least a second time in at least the same first coordinate direction (x, y) before the particle beam enters the measurement region.
[Additional Item 2]
The first deflection of the particle beam is realized by a first deflector (33A / 33C, 33B / 33D), and at least a second deflection of the particle beam is at least a second deflector (33A ′ / 33C). ', 33B' / 33D '), wherein the second deflector is arranged along the optical axis (15) of the lens system (13) downstream of the first deflector. The method of claim 1, wherein the method is spaced apart from the vessel.
[Additional Item 3]
The particle beam has a second coordinate direction orthogonal to the first coordinate direction (x) and the optical axis (15) of the lens system (13) before the particle beam enters the measurement region (3). 3. A method according to claim 1 or 2, wherein (y) is also deflected at least twice.
[Additional Item 4]
All the deflection of the particle beam takes place in the lens system (13), at least one lens (L1) acts on the particles before the first deflection of the particle beam, and at least one lens (L3) The method according to claim 1, wherein the method acts on the particles after the last deflection of the particle beam.
[Additional Item 5]
At least one deflection of the particle beam is achieved by a deflector package (29), which comprises four electrodes (33A-33D) arranged in an essentially quadrupolar symmetry, The four electrodes (33A to 33D) form two electrode pairs (33A / 33C, 33B / 33D), and the two electrode pairs (33A / 33C, 33B / 33D) have respective coordinate directions (x, y). )
Applying a first deflector voltage (V x ) between one of the two electrode pairs (33A / 33C) of the deflector package (29);
Applying a second deflector voltage (V y ) between the other (33B / 33D) of the two electrode pairs of the deflector package (29);
Applying a voltage (± V q ) of quadrupolar symmetry to the electrodes (33A to 33D) of the deflector package (29) and superimposing the voltage on the deflector voltages (V x , V y ), The method according to any one of claims 1 to 4.
[Additional Item 6]
The deflection of the particle beam is controlled so that predetermined portions (A, B) of the angular distribution (39) of the particles forming the particle beam pass through the entrance (8) of the measurement region (3). The method according to claim 1, further comprising the step of:
[Additional Item 7]
The predetermined portion (A, B) of the angular distribution of the particles is substantially parallel to the entrance (8) of the measurement region (3) with the optical axis (15) of the lens system (13). The method of claim 6, further comprising controlling the deflection of the particle beam to pass in a direction.
[Appendix 8]
The at least one parameter is
Energy of the charged particles,
The starting direction of the charged particles,
The starting position of the charged particles, and the spin of the charged particles,
The method according to claim 1, which relates to at least one of the above.
[Additional Item 9]
The step of detecting the position of the charged particle includes detection of a position in two dimensions, one of the positions in the two dimensions being an indicator of the energy of the particle, and the position of the position in the two dimensions. The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the other is an indicator of the starting direction or starting position of the particles.
[Appendix 10]
An analytical device for determining at least one parameter relating to charged particles emitted from a particle emission sample (11), comprising:
A measurement region (3) having an inlet (8) allowing the particles to enter the measurement region;
A lens system (13) for forming a particle beam of the charged particles and transporting the particles between the particle emission sample and the inlet of the measurement region, wherein the lens system (15) is substantially in a straight optical axis (15). A lens system (13) having
A first deflector (33A / 33) for deflecting the particle beam in at least a first coordinate direction (x, y) orthogonal to the optical axis of the lens system before the particle beam enters the measurement region. 33C, 33B / 33D) deflection device (31),
A detection device (9) for detecting the position of the charged particles in the measurement region, the position being an indicator of the at least one parameter;
The deflecting device (31) deflects the particle beam at least a second time in at least the same first coordinate direction (x, y) before the particle beam enters the measurement region (3). The analyzer further comprising an operable at least second deflector (33A ′ / 33C ′, 33B ′ / 33D ′).
[Additional Item 11]
The second deflector (33A ′ / 33C ′, 33B ′ / 33D ′) is disposed downstream of the first deflector (33A / 33C, 33B / 33D) and the optical axis of the lens system (13). The analyzer according to claim 10, wherein the analyzer is arranged along the line (15) so as to be spaced apart from the first deflector.
[Additional Item 12]
The deflecting device (31) has a second coordinate orthogonal to the first coordinate direction (x) and the optical axis (15) of the lens system (13) before the particle beam is incident on the measurement region (3). The analyzer according to claim 10 or 11, operable in such a way as to deflect the particle beam at least twice in the direction (y).
[Additional Item 13]
The deflecting device (31) comprises at least one deflector package (29) comprising four electrodes (33A-33D) arranged in an essentially quadrupolar symmetry form, the said deflector package (29) The four electrodes (33A to 33D) form two electrode pairs (33A / 33C, 33B / 33D), and the two electrode pairs (33A / 33C, 33B / 33D) have the first coordinate direction (x) and 13. The analyzer according to claim 12, which serves as a deflector in each of the second coordinate directions (y).
[Additional Item 14]
The analyzer according to claim 13, further comprising a control unit (35) configured to apply individual voltages to each of the electrodes (33A-33D).
[Appendix 15]
At least one lens element (L1) of the lens system is located upstream of all the deflectors (33A / 33C, 33B / 33D, 33A ′ / 33C ′, 33B ′ / 33D ′) of the deflection device, The deflection device (31) and the lens system (13) are arranged such that at least one other lens element (L3) of the system is located downstream of all deflectors of the deflection device. The analyzer according to any one of 10 to 14.
[Appendix 16]
All the deflectors (33A / 33C, 33B / 33D, 33A ′ / 33C ′, 33B ′ / 33D ′) of the deflecting device (31) are arranged in the same lens element (L2) of the lens device (13). The analyzer according to any one of claims 10 to 15.
[Additional Item 17]
The analyzer according to any one of claims 10 to 16, wherein the deflection device (31) forms an integral part of the lens system (13).
[Additional Item 18]
The deflecting device (31) is configured so that the predetermined part (A, B) of the angular distribution (39) of the particles forming the particle beam passes through the entrance (8) of the measurement region (3). 18. The analyzer according to any one of claims 10 to 17, further comprising a control unit (35) operable to deflect the particle beam.
[Appendix 19]
The control unit (35) is configured such that the predetermined portion (A, B) of the angular distribution (39) of the particles passes the entrance (8) of the measurement region (3) to the lens system (13). 19. The analyzer according to claim 18, wherein the deflector (31) is operable to deflect the particle beam so that it passes in a direction substantially parallel to the optical axis (15).
[Appendix 20]
The detection device (9) is configured to determine the position of the charged particle in two dimensions, one of the positions in the two dimensions being an indicator of the energy of the particle, The analyzer according to any one of claims 10 to 19, wherein the other of the positions serves as an index of the start direction or start position of the particles.
[Appendix 21]
21. A particle spectrometer for analyzing a particle emission sample (11), comprising the analyzer according to any one of claims 10 to 20.
[Appendix 22]
The particle spectrometer according to claim 21, wherein the particle spectrometer is a hemispherical deflector-type photoelectron spectrometer (30).

１ 光電子分光計
３ 測定領域
５ 半球
７ ベース板
８ 入射スリット
９ 検出装置
１１ 粒子放出試料
１３ レンズシステム
１５ 光学軸
１７ マニピュレーター
１９ ＭＣＰ検出器
２１ ビデオカメラ
２３ 出口孔部
２５ スピン検出器
２６ 入射スリット平面
２７ 開口スリット
２９ 第１の偏向器パッケージ
２９’ 第２の偏向器パッケージ
３０ 粒子分光計
３１ 偏向装置
３３Ａ〜３３Ｄ、３３Ａ’〜３３Ｄ’ 偏向器電極
３５ 制御ユニット
３９ 粒子ビーム
４１、４１’ チューブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photoelectron spectrometer 3 Measurement area | region 5 Hemisphere 7 Base board 8 Incidence slit 9 Detection apparatus 11 Particle emission sample 13 Lens system 15 Optical axis 17 Manipulator 19 MCP detector 21 Video camera 23 Outlet part 25 Spin detector 26 Entrance slit plane 27 Aperture slit 29 First deflector package 29 'Second deflector package 30 Particle spectrometer 31 Deflector 33A-33D, 33A'-33D' Deflector electrode 35 Control unit 39 Particle beam 41, 41 'Tube

Claims (16)

粒子放出試料（１１）から放出された荷電粒子に関する少なくとも一つのパラメーターを決定するための方法であって、
前記荷電粒子の粒子ビームを形成し、実質的に一直線の光学軸（１５）を有するレンズシステム（１３）によって前記粒子放出試料（１１）と測定領域（３）の入口（８）との間で粒子を輸送するステップと、
前記粒子ビームが前記測定領域に入射する前に、前記レンズシステムの前記光学軸と直交する少なくとも第１座標方向（ｘ、ｙ）において前記粒子ビームを偏向させるステップと、
前記測定領域における前記荷電粒子の位置を検出するステップと、を備え、前記位置は、少なくとも一つの前記パラメーターの指標となり、
前記荷電粒子の前記位置を検出する前記ステップは、二つの次元での位置の検出を含み、前記二つの次元での位置の一方は前記粒子のエネルギーの指標となり、前記二つの次元での位置の他方は前記粒子の開始方向の指標となり、
前記粒子ビームが前記測定領域に入射する前に、少なくとも同じ前記第１座標方向（ｘ、ｙ）において少なくとも二回目の前記粒子ビームの偏向を行うステップと、
前記粒子ビームを形成する前記粒子の角度分布（３９）の所定の部分（Ａ、Ｂ）が前記測定領域（３）の前記入口（８）を通過するように、前記粒子ビームの前記偏向を制御するステップと、
をさらに備えることを特徴とする方法。 A method for determining at least one parameter for charged particles emitted from a particle emission sample (11), comprising:
Between the particle emitting sample (11) and the entrance (8) of the measurement region (3) by a lens system (13) that forms a particle beam of the charged particles and has a substantially straight optical axis (15). Transporting the particles;
Deflecting the particle beam in at least a first coordinate direction (x, y) orthogonal to the optical axis of the lens system before the particle beam is incident on the measurement region;
Detecting the position of the charged particles in the measurement region, wherein the position is an indicator of at least one of the parameters,
The step of detecting the position of the charged particle includes detection of a position in two dimensions, one of the positions in the two dimensions being an indicator of the energy of the particle, and the position of the position in the two dimensions. The other is an indicator of the starting direction of the particles,
Performing at least a second deflection of the particle beam in at least the same first coordinate direction (x, y) before the particle beam is incident on the measurement region;
The deflection of the particle beam is controlled so that predetermined portions (A, B) of the angular distribution (39) of the particles forming the particle beam pass through the entrance (8) of the measurement region (3). And steps to
The method of further comprising. 前記粒子ビームの一回目の偏向は、第１の偏向器（３３Ａ／３３Ｃ、３３Ｂ／３３Ｄ）によって実現され、前記粒子ビームの少なくとも二回目の偏向は、少なくとも第２の偏向器（３３Ａ’／３３Ｃ’、３３Ｂ’／３３Ｄ’）によって実現され、前記第２の偏向器は、前記第１の偏向器の下流に前記レンズシステム（１３）の前記光学軸（１５）に沿って前記第１の偏向器から離間して配置される、請求項１に記載の方法。 The first deflection of the particle beam is realized by a first deflector (33A / 33C, 33B / 33D), and at least a second deflection of the particle beam is at least a second deflector (33A ′ / 33C). ', 33B' / 33D '), wherein the second deflector is arranged along the optical axis (15) of the lens system (13) downstream of the first deflector. The method of claim 1, wherein the method is spaced apart from the vessel. 前記粒子ビームは、前記粒子ビームが前記測定領域（３）に入射する前に、前記第１座標方向（ｘ）及び前記レンズシステム（１３）の前記光学軸（１５）と直交する第２座標方向（ｙ）においても少なくとも二回偏向される、請求項１又は２に記載の方法。   The particle beam has a second coordinate direction orthogonal to the first coordinate direction (x) and the optical axis (15) of the lens system (13) before the particle beam enters the measurement region (3). 3. A method according to claim 1 or 2, wherein (y) is also deflected at least twice. 前記粒子ビームの偏向はすべてレンズシステム（１３）内で起こり、少なくとも一つのレンズ（Ｌ１）が前記粒子ビームの前記一回目の偏向の前に前記粒子に作用し、少なくとも一つのレンズ（Ｌ３）が前記粒子ビームの最後の偏向の後に前記粒子に作用する、請求項１〜３の何れか一項に記載の方法。   All the deflection of the particle beam takes place in the lens system (13), at least one lens (L1) acts on the particles before the first deflection of the particle beam, and at least one lens (L3) The method according to claim 1, wherein the method acts on the particles after the last deflection of the particle beam. 前記粒子ビームの少なくとも一つの偏向は、偏向器パッケージ（２９）によって実現され、前記偏向器パッケージ（２９）は本質的に四極対称な形態で配置される四つの電極（３３Ａ〜３３Ｄ）を備え、前記四つの電極（３３Ａ〜３３Ｄ）は二つの電極対（３３Ａ／３３Ｃ、３３Ｂ／３３Ｄ）を形成し、前記二つの電極対（３３Ａ／３３Ｃ、３３Ｂ／３３Ｄ）はそれぞれの座標方向（ｘ、ｙ）における偏向器の役割を果たし、
前記偏向器パッケージ（２９）の前記二つの電極対の一方（３３Ａ／３３Ｃ）の間に第１の偏向器電圧（Ｖｘ）を印加するステップと、
前記偏向器パッケージ（２９）の前記二つの電極対の他方（３３Ｂ／３３Ｄ）の間に第２の偏向器電圧（Ｖｙ）を印加するステップと、
前記偏向器パッケージ（２９）の前記電極（３３Ａ〜３３Ｄ）に四極対称の電圧（±Ｖｑ）を印加し、前記偏向器電圧（Ｖｘ、Ｖｙ）に重畳させるステップと、をさらに備える、請求項１〜４の何れか一項に記載の方法。 At least one deflection of the particle beam is achieved by a deflector package (29), which comprises four electrodes (33A-33D) arranged in an essentially quadrupolar symmetry, The four electrodes (33A to 33D) form two electrode pairs (33A / 33C, 33B / 33D), and the two electrode pairs (33A / 33C, 33B / 33D) have respective coordinate directions (x, y). )
Applying a first deflector voltage (V x ) between one of the two electrode pairs (33A / 33C) of the deflector package (29);
Applying a second deflector voltage (V y ) between the other (33B / 33D) of the two electrode pairs of the deflector package (29);
Applying a voltage (± V q ) of quadrupolar symmetry to the electrodes (33A to 33D) of the deflector package (29) and superimposing the voltage on the deflector voltages (V x , V y ), The method according to any one of claims 1 to 4. 前記粒子の前記角度分布の前記所定の部分（Ａ、Ｂ）が、前記測定領域（３）の前記入口（８）を前記レンズシステム（１３）の前記光学軸（１５）と実質的に平行な方向に通過するように、前記粒子ビームの前記偏向を制御するステップをさらに備える、請求項１〜５の何れか一項に記載の方法。   The predetermined portion (A, B) of the angular distribution of the particles is substantially parallel to the entrance (8) of the measurement region (3) with the optical axis (15) of the lens system (13). 6. A method according to any one of the preceding claims, further comprising controlling the deflection of the particle beam to pass in a direction. 前記少なくとも一つのパラメーターは、
前記荷電粒子のエネルギー、
前記荷電粒子の開始方向、
前記荷電粒子の開始位置、及び
前記荷電粒子のスピン、
のうち少なくとも一つに関する、請求項１〜６の何れか一項に記載の方法。 The at least one parameter is
Energy of the charged particles,
The starting direction of the charged particles,
The starting position of the charged particles, and the spin of the charged particles,
7. The method according to any one of claims 1 to 6, relating to at least one of the above. 粒子放出試料（１１）から放出された荷電粒子に関する少なくとも一つのパラメーターを決定することにより前記粒子放出試料（１１）を分析するための半球状偏向器型の光電子分光計であって、
測定領域（３）であって、前記粒子が前記測定領域に入射することを可能にする入口（８）を有する測定領域（３）と、
前記荷電粒子の粒子ビームを形成し、前記粒子放出試料と前記測定領域の前記入口との間で前記粒子を輸送するためのレンズシステム（１３）であって、実質的に一直線の光学軸（１５）を有するレンズシステム（１３）と、
前記粒子ビームが前記測定領域（３）に入射する前に、前記レンズシステムの前記光学軸と直交する少なくとも第１座標方向（ｘ、ｙ）において前記粒子ビームを偏向させるための第１の偏向器（３３Ａ／３３Ｃ、３３Ｂ／３３Ｄ）を備える偏向装置（３１）と、
前記測定領域における前記荷電粒子の位置を検出するための検出装置（９）と、を備え、前記位置は前記少なくとも一つのパラメーターの指標となり、
前記検出装置（９）は、二つの次元での前記荷電粒子の位置を決定するように構成され、前記二つの次元での位置の一方は前記粒子のエネルギーの指標となり、前記二つの次元での位置の他方は前記粒子の開始方向の指標となり、
前記偏向装置（３１）は、前記粒子ビームが前記測定領域（３）に入射する前に、少なくとも同じ前記第１座標方向（ｘ、ｙ）において少なくとも二回目の前記粒子ビームの偏向を行うための少なくとも第２の偏向器（３３Ａ’／３３Ｃ’、３３Ｂ’／３３Ｄ’）をさらに備え、
前記光電子分光計は、前記粒子ビームを形成する前記粒子の角度分布（３９）の所定の部分（Ａ、Ｂ）が前記測定領域（３）の前記入口（８）を通過するように、前記偏向装置（３１）が前記粒子ビームを偏向させるように操作可能な制御ユニット（３５）をさらに備えることを特徴とする半球状偏向器型の光電子分光計。 A hemispherical deflector-type photoelectron spectrometer for analyzing the particle emission sample (11) by determining at least one parameter relating to charged particles emitted from the particle emission sample (11),
A measurement region (3) having an inlet (8) allowing the particles to enter the measurement region;
A lens system (13) for forming a particle beam of the charged particles and transporting the particles between the particle emission sample and the inlet of the measurement region, wherein the lens system (15) is substantially in a straight optical axis (15). A lens system (13) having
A first deflector for deflecting the particle beam in at least a first coordinate direction (x, y) orthogonal to the optical axis of the lens system before the particle beam is incident on the measurement region (3) A deflection device (31) comprising (33A / 33C, 33B / 33D);
A detection device (9) for detecting the position of the charged particles in the measurement region, the position being an indicator of the at least one parameter;
The detection device (9) is configured to determine the position of the charged particle in two dimensions, one of the positions in the two dimensions being an indicator of the energy of the particle, The other of the positions is an indicator of the starting direction of the particles,
The deflecting device (31) performs at least a second deflection of the particle beam in at least the same first coordinate direction (x, y) before the particle beam enters the measurement region (3). At least a second deflector (33A ′ / 33C ′, 33B ′ / 33D ′);
The photoelectron spectrometer is configured to deflect the deflection so that a predetermined portion (A, B) of the angular distribution (39) of the particles forming the particle beam passes through the entrance (8) of the measurement region (3). A hemispherical deflector-type photoelectron spectrometer, characterized in that the device (31) further comprises a control unit (35) operable to deflect the particle beam. 前記第２の偏向器（３３Ａ’／３３Ｃ’、３３Ｂ’／３３Ｄ’）は、前記第１の偏向器（３３Ａ／３３Ｃ、３３Ｂ／３３Ｄ）の下流に、前記レンズシステム（１３）の前記光学軸（１５）に沿って前記第１の偏向器から離間して配置される、請求項８に記載の半球状偏向器型の光電子分光計。   The second deflector (33A ′ / 33C ′, 33B ′ / 33D ′) is disposed downstream of the first deflector (33A / 33C, 33B / 33D) and the optical axis of the lens system (13). 9. The hemispherical deflector-type photoelectron spectrometer according to claim 8, wherein the hemispherical deflector-type photoelectron spectrometer is disposed along the line (15) away from the first deflector. 前記偏向装置（３１）は、前記粒子ビームが前記測定領域（３）に入射する前に、前記第１座標方向（ｘ）及びレンズシステム（１３）の光学軸（１５）と直交する第２座標方向（ｙ）においても少なくとも二回前記粒子ビームを偏向させるように操作可能である、請求項８又は９に記載の半球状偏向器型の光電子分光計。   The deflecting device (31) has a second coordinate orthogonal to the first coordinate direction (x) and the optical axis (15) of the lens system (13) before the particle beam is incident on the measurement region (3). The hemispherical deflector-type photoelectron spectrometer according to claim 8 or 9, which is operable to deflect the particle beam at least twice in the direction (y). 前記偏向装置（３１）は、本質的に四極対称な形態で配置される四つの電極（３３Ａ〜３３Ｄ）を備える少なくとも一つの偏向器パッケージ（２９）を備え、前記偏向器パッケージ（２９）の前記四つの電極（３３Ａ〜３３Ｄ）は二つの電極対（３３Ａ／３３Ｃ、３３Ｂ／３３Ｄ）を形成し、前記二つの電極対（３３Ａ／３３Ｃ、３３Ｂ／３３Ｄ）は前記第１座標方向（ｘ）及び前記第２座標方向（ｙ）のそれぞれの座標方向における偏向器の役割を果たす、請求項１０に記載の半球状偏向器型の光電子分光計。   The deflecting device (31) comprises at least one deflector package (29) comprising four electrodes (33A-33D) arranged in an essentially quadrupolar symmetry form, the said deflector package (29) The four electrodes (33A to 33D) form two electrode pairs (33A / 33C, 33B / 33D), and the two electrode pairs (33A / 33C, 33B / 33D) have the first coordinate direction (x) and 11. A hemispherical deflector-type photoelectron spectrometer according to claim 10, which serves as a deflector in each of the second coordinate directions (y). 前記電極（３３Ａ〜３３Ｄ）のそれぞれに個別の電圧を印加するように構成された制御ユニット（３５）をさらに備える、請求項１１に記載の半球状偏向器型の光電子分光計。   The hemispherical deflector-type photoelectron spectrometer according to claim 11, further comprising a control unit (35) configured to apply individual voltages to each of the electrodes (33A-33D). 前記レンズシステムの少なくとも一つのレンズ要素（Ｌ１）が前記偏向装置のすべての偏向器（３３Ａ／３３Ｃ、３３Ｂ／３３Ｄ、３３Ａ’／３３Ｃ’、３３Ｂ’／３３Ｄ’）の上流に位置し、前記レンズシステムの他の少なくとも一つのレンズ要素（Ｌ３）が前記偏向装置のすべての偏向器の下流に位置するように、前記偏向装置（３１）と前記レンズシステム（１３）とが配置される、請求項８〜１２の何れか一項に記載の半球状偏向器型の光電子分光計。   At least one lens element (L1) of the lens system is located upstream of all the deflectors (33A / 33C, 33B / 33D, 33A ′ / 33C ′, 33B ′ / 33D ′) of the deflection device, The deflection device (31) and the lens system (13) are arranged such that at least one other lens element (L3) of the system is located downstream of all deflectors of the deflection device. A hemispherical deflector-type photoelectron spectrometer according to any one of 8 to 12. 前記偏向装置（３１）のすべての偏向器（３３Ａ／３３Ｃ、３３Ｂ／３３Ｄ、３３Ａ’／３３Ｃ’、３３Ｂ’／３３Ｄ’）は、レンズ装置（１３）の同じレンズ要素（Ｌ２）内に配置される、請求項８〜１３の何れか一項に記載の半球状偏向器型の光電子分光計。   All the deflectors (33A / 33C, 33B / 33D, 33A ′ / 33C ′, 33B ′ / 33D ′) of the deflecting device (31) are arranged in the same lens element (L2) of the lens device (13). The hemispherical deflector-type photoelectron spectrometer according to any one of claims 8 to 13. 前記偏向装置（３１）は、前記レンズシステム（１３）の一体部品を形成する、請求項８〜１４の何れか一項に記載の半球状偏向器型の光電子分光計。   The hemispherical deflector-type photoelectron spectrometer according to any one of claims 8 to 14, wherein the deflection device (31) forms an integral part of the lens system (13). 前記制御ユニット（３５）は、前記粒子の前記角度分布（３９）の前記所定の部分（Ａ、Ｂ）が、前記測定領域（３）の前記入口（８）を前記レンズシステム（１３）の前記光学軸（１５）と実質的に平行な方向に通過するように、前記偏向装置（３１）が前記粒子ビームを偏向させるように操作可能である、請求項８〜１５の何れか一項に記載の半球状偏向器型の光電子分光計。   The control unit (35) is configured such that the predetermined portion (A, B) of the angular distribution (39) of the particles passes the entrance (8) of the measurement region (3) to the lens system (13). 16. A device according to any one of claims 8 to 15, wherein the deflecting device (31) is operable to deflect the particle beam so as to pass in a direction substantially parallel to the optical axis (15). Hemispherical deflector type photoelectron spectrometer.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9978579B2 (en) 2012-03-06 2018-05-22 Scienta Omicron Ab Analyser arrangement for particle spectrometer
CN111727489A (en) * 2017-12-15 2020-09-29 德累斯顿莱布尼茨固体材料研究所 Momentum-resolved photoelectron spectrometer and method for momentum-resolved photoelectron spectroscopy
CN113625332A (en) * 2021-08-05 2021-11-09 北京大学 Interplanetary energy particle spectrometer detector

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002299207A (en) * 2001-03-29 2002-10-11 Toshiba Corp Charged particle beam lithography device
WO2011019457A1 (en) * 2009-08-11 2011-02-17 Regents Of The University Of California Time-of-flight electron energy analyzer
JP2014206185A (en) * 2013-04-11 2014-10-30 Nok株式会社 Manufacturing method of plate-integrated gasket

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002299207A (en) * 2001-03-29 2002-10-11 Toshiba Corp Charged particle beam lithography device
WO2011019457A1 (en) * 2009-08-11 2011-02-17 Regents Of The University Of California Time-of-flight electron energy analyzer
JP2014206185A (en) * 2013-04-11 2014-10-30 Nok株式会社 Manufacturing method of plate-integrated gasket

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DAMASCELLI, ANDREA, ET AL.: "Angle-resolved photoemission studies of the cuprate superconductors", REVIEWS OF MODERN PHYSICS, vol. Volume 75, JPN6017018818, April 2003 (2003-04-01), US, pages Page 473-541 *
THE GAMMADATA SCIENTA SES-2002 USER'S MANUAL, JPN7017001676, 11 March 2002 (2002-03-11), SE *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9978579B2 (en) 2012-03-06 2018-05-22 Scienta Omicron Ab Analyser arrangement for particle spectrometer
CN111727489A (en) * 2017-12-15 2020-09-29 德累斯顿莱布尼茨固体材料研究所 Momentum-resolved photoelectron spectrometer and method for momentum-resolved photoelectron spectroscopy
CN111727489B (en) * 2017-12-15 2023-11-17 德累斯顿莱布尼茨固体材料研究所 Momentum resolving photoelectron spectrometer and method for momentum resolving photoelectron spectroscopy
CN113625332A (en) * 2021-08-05 2021-11-09 北京大学 Interplanetary energy particle spectrometer detector
CN113625332B (en) * 2021-08-05 2024-02-20 北京大学 Planet energy particle spectrometer detector

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