JP2636113B2 - 帯域フィルター型逆光電子分光検出装置 - Google Patents
帯域フィルター型逆光電子分光検出装置Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/28—Measuring radiation intensity with secondary-emission detectors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はローカットフィルターと
ハイカットフィルターとを組合せて造られた逆光電子分
光用帯域フィルター型光検出器の改良に係り、本発明の
逆光電子分光用帯域フィルター型光検出器の半値幅を現
在の0.70ｅＶから0.3 ｅＶ程度まで向上させることを目
的としている。光検出器の帯域幅を狭めると必然的に感
度が低下する欠点をカバーするために、ローカットフィ
ルターとして用いるＣｕ−ＢｅＯよりなる光電子増倍管
の感度向上を図ることが必要で、光電子増倍管の第１ダ
イノードに塩化カリウム（ＫＣｌ）を500 〜1000Åの厚
さに蒸着し、これにより帯域フィルター型光検出器の分
解能ならびに検出感度を向上し、高分解能逆光電子分光
測定を可能にし、半導体、磁性体材料の分析・評価に大
きく貢献することを目的とする。
ハイカットフィルターとを組合せて造られた逆光電子分
光用帯域フィルター型光検出器の改良に係り、本発明の
逆光電子分光用帯域フィルター型光検出器の半値幅を現
在の0.70ｅＶから0.3 ｅＶ程度まで向上させることを目
的としている。光検出器の帯域幅を狭めると必然的に感
度が低下する欠点をカバーするために、ローカットフィ
ルターとして用いるＣｕ−ＢｅＯよりなる光電子増倍管
の感度向上を図ることが必要で、光電子増倍管の第１ダ
イノードに塩化カリウム（ＫＣｌ）を500 〜1000Åの厚
さに蒸着し、これにより帯域フィルター型光検出器の分
解能ならびに検出感度を向上し、高分解能逆光電子分光
測定を可能にし、半導体、磁性体材料の分析・評価に大
きく貢献することを目的とする。
【０００２】
【従来の技術】物質における占有状態の情報は光電子分
光によって得ることができる。光電子分光は、放射光の
発展と共に発展し、さらに研究室レベルでの実験におい
ても線スぺクトル光源を使用した測定法などもあること
から、すでに独立した測定法として確立し、様々な占有
電子様態における情報が得られている。これに対して、
非占有状態の情報は乏しい現状があった。しかし、近
年、非占有電子状態を直接調べることが可能である逆光
電子分光の発展によって非占有電子状態の情報も少しづ
つ得られてきている。
光によって得ることができる。光電子分光は、放射光の
発展と共に発展し、さらに研究室レベルでの実験におい
ても線スぺクトル光源を使用した測定法などもあること
から、すでに独立した測定法として確立し、様々な占有
電子様態における情報が得られている。これに対して、
非占有状態の情報は乏しい現状があった。しかし、近
年、非占有電子状態を直接調べることが可能である逆光
電子分光の発展によって非占有電子状態の情報も少しづ
つ得られてきている。
【０００３】ここで、逆光電子分光法は、結晶の非占有
電子状態に入射された電子がさらにエネルギーの低い非
占有電子状態に遷移する際に放出する光子を観測するも
のであり、入射電子エネルギーの関数として放出された
真空紫外域の特定エネルギーの光強度をモニターすれ
ば、非占有状態の電子構造；例えば状態密度を求めるこ
とができる。しかし、放出する光子の数は、１ｅＶの幅
の入射電子に対し10-8個程度であり、対応関係にある光
電子分光の電子収量と比較してもその数は非常に少な
い。それ故に、高輝度・大電流の電子源の開発と高感度
の光検出器の開発が逆光電子分光の発展の鍵となり、実
験が進められている現状である。
電子状態に入射された電子がさらにエネルギーの低い非
占有電子状態に遷移する際に放出する光子を観測するも
のであり、入射電子エネルギーの関数として放出された
真空紫外域の特定エネルギーの光強度をモニターすれ
ば、非占有状態の電子構造；例えば状態密度を求めるこ
とができる。しかし、放出する光子の数は、１ｅＶの幅
の入射電子に対し10-8個程度であり、対応関係にある光
電子分光の電子収量と比較してもその数は非常に少な
い。それ故に、高輝度・大電流の電子源の開発と高感度
の光検出器の開発が逆光電子分光の発展の鍵となり、実
験が進められている現状である。
【０００４】従来の逆光電子分光用帯域フィルター型光
検出器はローカットフィルターとハイカットフィルター
の単純な組み合わせで構成され、これでローカットフィ
ルターとしてＣｕ−ＢｅＯを第１ダイノードに持つ光電
子増倍管が、またハイカットフィルターとしてＳｒＦ2
窓が採用され、中心エネルギー9.40ｅＶ、半値幅0.70ｅ
Ｖの特性が得られている。この帯域フィルター型光検出
器は、構造が単純で動作の安定性も高いという特徴を持
つが、得られる分解能はせいぜい0.7 ｅＶが限界であっ
た。
検出器はローカットフィルターとハイカットフィルター
の単純な組み合わせで構成され、これでローカットフィ
ルターとしてＣｕ−ＢｅＯを第１ダイノードに持つ光電
子増倍管が、またハイカットフィルターとしてＳｒＦ2
窓が採用され、中心エネルギー9.40ｅＶ、半値幅0.70ｅ
Ｖの特性が得られている。この帯域フィルター型光検出
器は、構造が単純で動作の安定性も高いという特徴を持
つが、得られる分解能はせいぜい0.7 ｅＶが限界であっ
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】光電子分光と逆光電子
分光はそれぞれ物質中の占有準位と非占有準位を直接観
測する手段であり互いに相補的な性格を持っている。現
在光電子分光の標準的な分解能は0.3 ｅＶ程度である。
逆光電子スぺクトルと光電子スぺクトルを同じエネルギ
ー軸上に並べ、占有準位と非占有準位を同程度の精度で
調べることは物質研究にとって極めて望ましいことであ
る。このことを実現するためには、帯域フィルター型光
検出器の帯域幅を0.3 ｅＶ程度まで狭くする必要があっ
たが未だ解決されていなかった。
分光はそれぞれ物質中の占有準位と非占有準位を直接観
測する手段であり互いに相補的な性格を持っている。現
在光電子分光の標準的な分解能は0.3 ｅＶ程度である。
逆光電子スぺクトルと光電子スぺクトルを同じエネルギ
ー軸上に並べ、占有準位と非占有準位を同程度の精度で
調べることは物質研究にとって極めて望ましいことであ
る。このことを実現するためには、帯域フィルター型光
検出器の帯域幅を0.3 ｅＶ程度まで狭くする必要があっ
たが未だ解決されていなかった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＳｒＦ2 のハ
イカットフィルターの窓材と、Ｃｕ−ＢｅＯのローカッ
トフィルターをそなえた光電子増倍管とを具備するバン
ドパス型光検出器であって、電子銃よりのビームを試料
に入射した際に放出された光子を集光し、これを前記光
検出器に入射するようにした逆光電子分光検出装置にお
いて、逆光電子分光検出装置は、真空排気系にそれぞれ
接続された試料槽及びアナライザー槽と、アナライザー
槽に連結された前記光検出器とよりなり、試料槽とアナ
ライザー槽とはゲートバルブを介して開閉可能に連通
し、試料槽の中心軸線上の試料ホルダーに保持された試
料をアナライザー槽の中心部に移送させられる試料移送
装置を具備し、アナライザー槽には試料の移送された中
心点に位置する試料に対向配置した電子銃と、その反対
側に前記光検出器を設け、前記光検出器の光電子増倍管
のＣｕ−ＢｅＯの第１ダイノードに塩化カリウムを500
〜1000Åの厚さに蒸着したものより成ることを特徴とす
る帯域フィルター型逆光電子分光検出装置にある。
イカットフィルターの窓材と、Ｃｕ−ＢｅＯのローカッ
トフィルターをそなえた光電子増倍管とを具備するバン
ドパス型光検出器であって、電子銃よりのビームを試料
に入射した際に放出された光子を集光し、これを前記光
検出器に入射するようにした逆光電子分光検出装置にお
いて、逆光電子分光検出装置は、真空排気系にそれぞれ
接続された試料槽及びアナライザー槽と、アナライザー
槽に連結された前記光検出器とよりなり、試料槽とアナ
ライザー槽とはゲートバルブを介して開閉可能に連通
し、試料槽の中心軸線上の試料ホルダーに保持された試
料をアナライザー槽の中心部に移送させられる試料移送
装置を具備し、アナライザー槽には試料の移送された中
心点に位置する試料に対向配置した電子銃と、その反対
側に前記光検出器を設け、前記光検出器の光電子増倍管
のＣｕ−ＢｅＯの第１ダイノードに塩化カリウムを500
〜1000Åの厚さに蒸着したものより成ることを特徴とす
る帯域フィルター型逆光電子分光検出装置にある。
【０００７】本発明の他の目的とする所は、前記逆光電
子分光検出装置は、電子銃の加圧電圧を制御するＧＰＩ
Ｂプログラマーと、電子銃よりの電子ビームを試料に入
射し試料より放出される光子を検出するバンドパス型光
検出器と、該光検出器からパルス電流として出てくる信
号を増幅し、波高分析器によりモニタし乍らカウントす
るパルス計数器とを備え、前記ＧＰＩＢプログラマーと
パルス計数器とに連結されたコンピュータにデジタルエ
レクトロメーターを接続し、電子ビームの入射により試
料に流れる電流を入射される電子ビームの信号として検
出し、ディジタルエレクトロメーターを介してディジタ
ル信号に変換し、コンピュータに記録するようにしたこ
とを特徴とする帯域フィルター型逆光電子分光検出装置
にある。
子分光検出装置は、電子銃の加圧電圧を制御するＧＰＩ
Ｂプログラマーと、電子銃よりの電子ビームを試料に入
射し試料より放出される光子を検出するバンドパス型光
検出器と、該光検出器からパルス電流として出てくる信
号を増幅し、波高分析器によりモニタし乍らカウントす
るパルス計数器とを備え、前記ＧＰＩＢプログラマーと
パルス計数器とに連結されたコンピュータにデジタルエ
レクトロメーターを接続し、電子ビームの入射により試
料に流れる電流を入射される電子ビームの信号として検
出し、ディジタルエレクトロメーターを介してディジタ
ル信号に変換し、コンピュータに記録するようにしたこ
とを特徴とする帯域フィルター型逆光電子分光検出装置
にある。
【０００８】本発明の更に他の目的とする所は、前記ハ
イカットフィルターはＳｒＦ2 であり、ローカットフィ
ルターはＣｕ−ＢｅＯ光電子増倍管である逆光電子分光
用帯域フィルター型光検出器にある。
イカットフィルターはＳｒＦ2 であり、ローカットフィ
ルターはＣｕ−ＢｅＯ光電子増倍管である逆光電子分光
用帯域フィルター型光検出器にある。
【０００９】
【作用】本発明の目的とする逆光電子分光の原理は次の
通りである。 (1) 逆光電子分光の原理 物質の電子状態を知る方法として光電子分光法が良く知
られている。これは外部から入射した光に対して放出さ
れる電子の運動エネルギーと運動量、スピン等を測定す
るもので主として占有電子状態を調べるのに適してい
る。それに対し、非占有電子状態を調べるには従来は、
光や電子線による励起方法が用いられてきたが、この場
合占有電子状態と非占有電子状態の結合状態密度が反映
されたり、電子−正孔間クーロン相互作用が強く反映さ
れたりして非占有電子状態単独の情報を得るには困難で
あった。そこで、近年は非占有電子状態を探ることがで
きる逆光電子分光法が登場して、有力な手段として活用
されてきている。
通りである。 (1) 逆光電子分光の原理 物質の電子状態を知る方法として光電子分光法が良く知
られている。これは外部から入射した光に対して放出さ
れる電子の運動エネルギーと運動量、スピン等を測定す
るもので主として占有電子状態を調べるのに適してい
る。それに対し、非占有電子状態を調べるには従来は、
光や電子線による励起方法が用いられてきたが、この場
合占有電子状態と非占有電子状態の結合状態密度が反映
されたり、電子−正孔間クーロン相互作用が強く反映さ
れたりして非占有電子状態単独の情報を得るには困難で
あった。そこで、近年は非占有電子状態を探ることがで
きる逆光電子分光法が登場して、有力な手段として活用
されてきている。
【００１０】(2) ＢＩＳモードとＴＰＥモード 逆光電子分光測定は光の検出法によって二通りの実験モ
ードに分類される。ある特定のエネルギーの光だけを検
出するＢＩＳ(Bremsstrahlung IsochromatSpectroscop
y) モードと放出光のエネルギー分布を測定するＴＰＥ
(TunablePhoton Energy)モードである。実験モードの違
いによって装置の構成要素も異なるものになるが、ＴＰ
Ｅモードの装置であればＢＩＳモード測定を行うことも
可能である。
ードに分類される。ある特定のエネルギーの光だけを検
出するＢＩＳ(Bremsstrahlung IsochromatSpectroscop
y) モードと放出光のエネルギー分布を測定するＴＰＥ
(TunablePhoton Energy)モードである。実験モードの違
いによって装置の構成要素も異なるものになるが、ＴＰ
Ｅモードの装置であればＢＩＳモード測定を行うことも
可能である。
【００１１】本発明はＢＩＳモードの逆光電子分光測定
による光の検出法を利用した光検出器に関する。図１に
示すように、ＢＩＳモードではサンプルに電子ビームを
入射した際に放出される光の中から、ある特定のエネル
ギーの光だけを検出する。入射電子のエネルギーを変化
させると、始状態と終状態のエネルギー差が検出光のエ
ネルギーと等しくなった所で検出光の強度が増大する。
従って、入射電子ビームのエネルギーを走査しながら、
ある特定のエネルギーの放出光の強度を電子のエネルギ
ーの関数としてプロットすれば、それが非占有電子状態
の状態密度を反映したものとなる。ＢＩＳモードの長所
としては、１）光学系が明るいこと、２）安価であるこ
と、等が挙げられる。ＢＩＳモードでは、分光素子を使
わずに直接検出器に取り込むように設定されているの
で、その光学系は非常に明るい。また検出器も通常のパ
ルスカウンティングシステムを採用しているため、比較
的安価な装置であると言える。しかし、単一のエネルギ
ーの光しか検出しないという点に加えて、検出する光の
エネルギーを任意に設定できないために、測定の自由度
は低いといわざるを得ない。一般的なＢＩＳ測定装置の
構成要素は、電子銃、集光鏡、帯域フィルター型光検出
器である。
による光の検出法を利用した光検出器に関する。図１に
示すように、ＢＩＳモードではサンプルに電子ビームを
入射した際に放出される光の中から、ある特定のエネル
ギーの光だけを検出する。入射電子のエネルギーを変化
させると、始状態と終状態のエネルギー差が検出光のエ
ネルギーと等しくなった所で検出光の強度が増大する。
従って、入射電子ビームのエネルギーを走査しながら、
ある特定のエネルギーの放出光の強度を電子のエネルギ
ーの関数としてプロットすれば、それが非占有電子状態
の状態密度を反映したものとなる。ＢＩＳモードの長所
としては、１）光学系が明るいこと、２）安価であるこ
と、等が挙げられる。ＢＩＳモードでは、分光素子を使
わずに直接検出器に取り込むように設定されているの
で、その光学系は非常に明るい。また検出器も通常のパ
ルスカウンティングシステムを採用しているため、比較
的安価な装置であると言える。しかし、単一のエネルギ
ーの光しか検出しないという点に加えて、検出する光の
エネルギーを任意に設定できないために、測定の自由度
は低いといわざるを得ない。一般的なＢＩＳ測定装置の
構成要素は、電子銃、集光鏡、帯域フィルター型光検出
器である。
【００１２】図２に示すように、ＴＰＥモードはサンプ
ルにエネルギー一定の低速電子ビームを入射した際に放
出される光を分光して取り込み、そのエネルギー分布を
測定する。ＴＰＥモードの装置の構成要素は、電子銃、
分光素子、二次元検出器である。始状態のエネルギーが
一定であるから、放出光のエネルギー分布はそのまま終
状態の状態密度を反映したものとなる。このように、サ
ンプルから放出された様々なエネルギーの光を一度に検
出するために、測定の効率は極めて良い。また、入射電
子のエネルギーを走査することで、非占有電子状態の深
度依存性や表面に対する垂直方向のバンド構造を測定し
たり、検出光のエネルギーを任意に選ぶことによって共
鳴逆光電子分光測定を行うことも可能である。しかし、
分光素子や二次元検出器を用いるために装置は非常に高
価なものとなる。また、ただでさえ低い効率である逆光
電子放出過程による光を分光するのであるから、その光
学系は非常に暗く、そのために高輝度の電子源が必要と
なる。しかし電流を上げすぎるとサンプルによっては表
面が破壊されてしまい、測定自体が困難となる場合もあ
る。
ルにエネルギー一定の低速電子ビームを入射した際に放
出される光を分光して取り込み、そのエネルギー分布を
測定する。ＴＰＥモードの装置の構成要素は、電子銃、
分光素子、二次元検出器である。始状態のエネルギーが
一定であるから、放出光のエネルギー分布はそのまま終
状態の状態密度を反映したものとなる。このように、サ
ンプルから放出された様々なエネルギーの光を一度に検
出するために、測定の効率は極めて良い。また、入射電
子のエネルギーを走査することで、非占有電子状態の深
度依存性や表面に対する垂直方向のバンド構造を測定し
たり、検出光のエネルギーを任意に選ぶことによって共
鳴逆光電子分光測定を行うことも可能である。しかし、
分光素子や二次元検出器を用いるために装置は非常に高
価なものとなる。また、ただでさえ低い効率である逆光
電子放出過程による光を分光するのであるから、その光
学系は非常に暗く、そのために高輝度の電子源が必要と
なる。しかし電流を上げすぎるとサンプルによっては表
面が破壊されてしまい、測定自体が困難となる場合もあ
る。
【００１３】(3) 逆光電子分光装置の構成 本発明の帯域フィルター型光検出器を内蔵する逆光電子
分光装置は、大きく分けてアナライザー槽１と試料槽２
とから成る。試料準備槽には、試料の表面を研磨するフ
ァイリング装置４Ａ、基板に試料を蒸着する蒸着装置４
Ｂ、試料を劈開する劈開装置５、複数個の試料を真空を
破らず測定するために試料ホルダー７を格納する試料バ
ンク８などから構成される。
分光装置は、大きく分けてアナライザー槽１と試料槽２
とから成る。試料準備槽には、試料の表面を研磨するフ
ァイリング装置４Ａ、基板に試料を蒸着する蒸着装置４
Ｂ、試料を劈開する劈開装置５、複数個の試料を真空を
破らず測定するために試料ホルダー７を格納する試料バ
ンク８などから構成される。
【００１４】試料槽２からアナライザー槽１へバルブ３
を介して試料の移送をするには溶接ベローズ９の中に試
料ホルダー７の受け渡しをするための導入棒10の入った
試料移送装置11を使用した（図３）。
を介して試料の移送をするには溶接ベローズ９の中に試
料ホルダー７の受け渡しをするための導入棒10の入った
試料移送装置11を使用した（図３）。
【００１５】アナライザー槽１は、図３，図４に示すよ
うに、入射電子の運動エネルギーと電子線の収束を制御
する電子銃12、発光した光を集光させる凹面鏡13、試料
14の位置を調整するマニピュレーター15、発光した光を
検出する光検出器16から構成される。
うに、入射電子の運動エネルギーと電子線の収束を制御
する電子銃12、発光した光を集光させる凹面鏡13、試料
14の位置を調整するマニピュレーター15、発光した光を
検出する光検出器16から構成される。
【００１６】真空立ちあげは試料槽２からロータリーポ
ンプ17とターボ分子ポンプ18で粗排気を行ない、10-6Ｔ
ｏｒｒ台の真空で装置全体をベーキングした。ベーキン
グ前と同等の真空度に到達したらベーキングを終了し、
試料槽２とアナライザー槽１にそれぞれついているチタ
ンサブリメーションポンプ19と、イオンポンプ20で10
-10 Ｔｏｒｒ台の超高真空に排気した。このとき図５に
示すように、粗引き系のバルブ21，22，23は閉じている
ンプ17とターボ分子ポンプ18で粗排気を行ない、10-6Ｔ
ｏｒｒ台の真空で装置全体をベーキングした。ベーキン
グ前と同等の真空度に到達したらベーキングを終了し、
試料槽２とアナライザー槽１にそれぞれついているチタ
ンサブリメーションポンプ19と、イオンポンプ20で10
-10 Ｔｏｒｒ台の超高真空に排気した。このとき図５に
示すように、粗引き系のバルブ21，22，23は閉じている
【００１７】基準真空度は、アナライザー槽１が４×10
-10 Ｔｏｒｒ、試料槽２が６×10-10 Ｔｏｒｒである。
これらの真空度は日電アネルバ製のイオンゲージをアナ
ライザー槽１と試料槽２にそれぞれ取り付けて測定し
た。
-10 Ｔｏｒｒ、試料槽２が６×10-10 Ｔｏｒｒである。
これらの真空度は日電アネルバ製のイオンゲージをアナ
ライザー槽１と試料槽２にそれぞれ取り付けて測定し
た。
【００１８】次に本発明の逆光電子分光装置の測定器系
のブロックダイアグラムを図６に示す。本発明の装置は
ＢＩＳモードの実験装置なので、電子銃12の加速電圧を
制御することにより、試料に入射される電子線のエネル
ギーを走査して、放出される光子（フォトン）をバンド
パス型光検出器26で検出する。そして、光検出器26から
パルス電流として出てくる信号をプリアンプ27、リニア
アンプ28で増幅し、波高分析器29で信号をモニタしなが
ら、パルス計数器30で光子のパルス信号をカウントす
る。これらの装置はＧＰＩＢプロクラマー32を通してコ
ンピュータ31で制御、記憶し、光子のパルス信号を電子
線のエネルギーの関数としてフロッピ−ディスクに記録
する。また、光子のパルス信号を規格化するために電子
銃12よりの電子線を試料14に入射することにより試料14
に流れる電流を入射される電子線の信号として同時に検
出し、ディジタルエレクトロメーター33を介して、ディ
ジタル信号に変換し、これもコンピュータ31に同時に記
録する。34は電子線のエネルギーを走査するための電源
である。ここでＧＰＩＢはゼネラル パーパス インタ
ーフェイス バス（General Purpose Interface Bus)の
略である。
のブロックダイアグラムを図６に示す。本発明の装置は
ＢＩＳモードの実験装置なので、電子銃12の加速電圧を
制御することにより、試料に入射される電子線のエネル
ギーを走査して、放出される光子（フォトン）をバンド
パス型光検出器26で検出する。そして、光検出器26から
パルス電流として出てくる信号をプリアンプ27、リニア
アンプ28で増幅し、波高分析器29で信号をモニタしなが
ら、パルス計数器30で光子のパルス信号をカウントす
る。これらの装置はＧＰＩＢプロクラマー32を通してコ
ンピュータ31で制御、記憶し、光子のパルス信号を電子
線のエネルギーの関数としてフロッピ−ディスクに記録
する。また、光子のパルス信号を規格化するために電子
銃12よりの電子線を試料14に入射することにより試料14
に流れる電流を入射される電子線の信号として同時に検
出し、ディジタルエレクトロメーター33を介して、ディ
ジタル信号に変換し、これもコンピュータ31に同時に記
録する。34は電子線のエネルギーを走査するための電源
である。ここでＧＰＩＢはゼネラル パーパス インタ
ーフェイス バス（General Purpose Interface Bus)の
略である。
【００１９】
【実施例】光検出器の性能向上実験 (1) 光検出器 帯域フィルター型光検出器（図７）は、高エネルギー側
の光を遮断する窓材37と低エネルギー側の光を遮断する
光シールド39をもった検出器38で構成されており、ま
ず、本発明に使用する固体光電素子を用いたタイプとし
ては、低エネルギー側の光の遮断にＣｕ−ＢｅＯ光電子
増倍管38を用いており、窓材37を変えることにより帯域
特性を変えることができる。本発明の研究ではクリスタ
ル（ＳｒＦ2 ）の窓材37とＣｕ−ＢｅＯ光電子増倍管38
の組み合わせによる帯域フィルター型光検出器を開発し
使用した。図７にその構造を示す。図７において、35は
（Ｃｕ）メッシュ、36はこれに入射する光子ビーム、37
はクリスタル（ＳｒＦ2 ）の窓材、38はＣｕ−ＢｅＯ光
電子増倍管を示す。
の光を遮断する窓材37と低エネルギー側の光を遮断する
光シールド39をもった検出器38で構成されており、ま
ず、本発明に使用する固体光電素子を用いたタイプとし
ては、低エネルギー側の光の遮断にＣｕ−ＢｅＯ光電子
増倍管38を用いており、窓材37を変えることにより帯域
特性を変えることができる。本発明の研究ではクリスタ
ル（ＳｒＦ2 ）の窓材37とＣｕ−ＢｅＯ光電子増倍管38
の組み合わせによる帯域フィルター型光検出器を開発し
使用した。図７にその構造を示す。図７において、35は
（Ｃｕ）メッシュ、36はこれに入射する光子ビーム、37
はクリスタル（ＳｒＦ2 ）の窓材、38はＣｕ−ＢｅＯ光
電子増倍管を示す。
【００２０】このタイプの光検出器は光電面に臭化カリ
ウム（ＫＢｒ）を蒸着すると３倍程度の感度の向上が可
能であり、取扱いが容易で安定性が高い、などの利点が
ある。逆光電子分光装置で使用中は光電子増倍管の第１
ダイノードに負の高圧電圧をかけ、電子銃からの直接電
子が光電子増倍管に入り込まないようにしている。また
光電子増倍管からの電場が電子銃やサンプルの設置され
た領域に漏れないように、その前方を透過率90％のＣｕ
メッシュで遮断している。バンドパスの特性は、図８に
示すように、ローカットフィルターのＣｕ−ＢｅＯ光電
子増倍管の感度の立ち上がりとＳｒＦ2 のハイカットフ
ィルターの吸収端のカットオフで決まる。この組み合わ
せによる光検出器の性能は、ピークの最大値を9.4 ｅＶ
に持ち、半値幅は0.69ｅＶとなっている。
ウム（ＫＢｒ）を蒸着すると３倍程度の感度の向上が可
能であり、取扱いが容易で安定性が高い、などの利点が
ある。逆光電子分光装置で使用中は光電子増倍管の第１
ダイノードに負の高圧電圧をかけ、電子銃からの直接電
子が光電子増倍管に入り込まないようにしている。また
光電子増倍管からの電場が電子銃やサンプルの設置され
た領域に漏れないように、その前方を透過率90％のＣｕ
メッシュで遮断している。バンドパスの特性は、図８に
示すように、ローカットフィルターのＣｕ−ＢｅＯ光電
子増倍管の感度の立ち上がりとＳｒＦ2 のハイカットフ
ィルターの吸収端のカットオフで決まる。この組み合わ
せによる光検出器の性能は、ピークの最大値を9.4 ｅＶ
に持ち、半値幅は0.69ｅＶとなっている。
【００２１】逆光電子分光の全分解能は電子ビームのエ
ネルギー幅と光検出器の分解能の相乗平均によって決ま
る。従来の逆光電子分光装置では電子ビームのエネルギ
ー幅及び光検出器の分解能はそれぞれ0.25ｅＶ，0.69ｅ
Ｖであり、全分解能は
ネルギー幅と光検出器の分解能の相乗平均によって決ま
る。従来の逆光電子分光装置では電子ビームのエネルギ
ー幅及び光検出器の分解能はそれぞれ0.25ｅＶ，0.69ｅ
Ｖであり、全分解能は
【数１】 となる。本発明の研究では0.69ｅＶと装置の分解能を支
配的に決定している逆光電子分光の光検出器の性能を分
解能及び感度の両面で向上させることにより、光電子分
光に対し性能を接近させることを目的として研究を行っ
た。
配的に決定している逆光電子分光の光検出器の性能を分
解能及び感度の両面で向上させることにより、光電子分
光に対し性能を接近させることを目的として研究を行っ
た。
【００２２】まず、ＲｂＣｌやＫＢｒの紫外線吸収のピ
ークがそれぞれ8.9 ｅＶ，8.6 ｅＶにあることを利用し
て、これらの結晶を膜厚を変化させながらＳｒＦ2 窓に
蒸着することによって低エネルギー側のＣｕ−ＢｅＯロ
ーカットフィルターの光電子増倍管の感度の立ち上がり
をカットし、半値幅を狭くする実験を行った。半値幅が
狭くなるのと同時にイオン結晶を蒸着した分だけ光の透
過量が減少し検出器の強度が減少する。その減少分を解
消するため、Ｃｕ−ＢｅＯ光電子増倍管の第１ダイノー
ドにＫＣｌを蒸着してＫＣｌの量子効率を利用して強度
の減少分を解消した。これにより、検出器の感度も良く
なった。
ークがそれぞれ8.9 ｅＶ，8.6 ｅＶにあることを利用し
て、これらの結晶を膜厚を変化させながらＳｒＦ2 窓に
蒸着することによって低エネルギー側のＣｕ−ＢｅＯロ
ーカットフィルターの光電子増倍管の感度の立ち上がり
をカットし、半値幅を狭くする実験を行った。半値幅が
狭くなるのと同時にイオン結晶を蒸着した分だけ光の透
過量が減少し検出器の強度が減少する。その減少分を解
消するため、Ｃｕ−ＢｅＯ光電子増倍管の第１ダイノー
ドにＫＣｌを蒸着してＫＣｌの量子効率を利用して強度
の減少分を解消した。これにより、検出器の感度も良く
なった。
【００２３】(2) 実験装置 (2)−１ 真空蒸着装置 本発明の研究で使用した真空蒸着装置の略図を図９に示
す。蒸着装置の排気はローターリーポンプ及びディフュ
ージョンポンプ（油拡散ポンプ）にて行われている。真
空は、引き始めから30〜40分で１〜３×10-5Ｔｏｒｒま
で排気し、蒸着を開始することができる。蒸着ポートに
は、内径３mmφ、長さ2.1 cmのコルツ管に、0.6 mmφＴ
ａ線を45cm巻いた蒸着源をセットし、コルツ管の上端か
ら高さ10.8cmの部分に、蒸着源から見て対称な位置に来
るように、一方にはＳｒＦ2 窓またはＣｕ−ＢｅＯのロ
ーカットフィルターの第１ダイノードを、もう一方には
膜厚ヘッドをセットした。膜厚計はアネルバ製で、膜厚
ヘッドは水晶振動子を使っており、蒸着物の膜厚（ｔ：
Å）と、水晶振動子の固有振動数の減少（Δｆ：Ｈｚ）
の関係は、蒸着物の密度をｄとすると、
す。蒸着装置の排気はローターリーポンプ及びディフュ
ージョンポンプ（油拡散ポンプ）にて行われている。真
空は、引き始めから30〜40分で１〜３×10-5Ｔｏｒｒま
で排気し、蒸着を開始することができる。蒸着ポートに
は、内径３mmφ、長さ2.1 cmのコルツ管に、0.6 mmφＴ
ａ線を45cm巻いた蒸着源をセットし、コルツ管の上端か
ら高さ10.8cmの部分に、蒸着源から見て対称な位置に来
るように、一方にはＳｒＦ2 窓またはＣｕ−ＢｅＯのロ
ーカットフィルターの第１ダイノードを、もう一方には
膜厚ヘッドをセットした。膜厚計はアネルバ製で、膜厚
ヘッドは水晶振動子を使っており、蒸着物の膜厚（ｔ：
Å）と、水晶振動子の固有振動数の減少（Δｆ：Ｈｚ）
の関係は、蒸着物の密度をｄとすると、
【数２】Δｆ＝−0.62・ｄ・ｔ の関係から、蒸着物の密度を知ることによって膜厚をコ
ントロールすることができる。
ントロールすることができる。
【００２４】ＳｒＦ2 のハイカットフィルター窓及びＣ
ｕ−ＢｅＯのローカットフィルターはそれぞれ２ケずつ
あり、１つを真空装置で蒸着している間に、もう一方は
ビームラインの光検出器にセットして測定を行い、実験
効率を良くした。また、一度蒸着したＳｒＦ2 のハイカ
ットフィルター窓やＣｕ−ＢｅＯのローカットフィルタ
ーはイオン結晶が水に対する溶解度が高いことを利用し
て、湯で洗浄して表面に蒸着されたイオン結晶を洗い落
とし、さらにエチルアルコールで洗浄して表面を清浄に
した。洗浄後のＳｒＦ2 のハイカットフィルターやＣｕ
−ＢｅＯのローカットフィルターは再び蒸着装置にセッ
トしイオン結晶を蒸着した。
ｕ−ＢｅＯのローカットフィルターはそれぞれ２ケずつ
あり、１つを真空装置で蒸着している間に、もう一方は
ビームラインの光検出器にセットして測定を行い、実験
効率を良くした。また、一度蒸着したＳｒＦ2 のハイカ
ットフィルター窓やＣｕ−ＢｅＯのローカットフィルタ
ーはイオン結晶が水に対する溶解度が高いことを利用し
て、湯で洗浄して表面に蒸着されたイオン結晶を洗い落
とし、さらにエチルアルコールで洗浄して表面を清浄に
した。洗浄後のＳｒＦ2 のハイカットフィルターやＣｕ
−ＢｅＯのローカットフィルターは再び蒸着装置にセッ
トしイオン結晶を蒸着した。
【００２５】(2)−２ 帯域フィルター型光検出器の性
能評価 本発明の光検出器の性能評価実験に用いた測定系のブロ
ックダイヤグラムを図10に示す。逆光電子分光の逆光電
子放出過程と条件を同じになるようセットし、分光器か
らの単色光をそのまま光検出器にあてて光検出器の信号
を取り込む特殊な形としたため、真空チェンバーは、光
検出器を含むアナライザー槽のみで、排気はロータリー
ポンプ、ターボ分子ポンプ及びイオンポンプにて行われ
ている。１回の測定ごとにリークを行い、光検出器のみ
を取り外し、イオン結晶を蒸着したＳｒＦ2 窓やＣｕ−
ＢｅＯ光電子増倍管第１ダイノードを入れ換えることに
より真空に引くことができる。真空はベーキング無しで
約90分間の真空引きで３×10-6Ｔｏｒｒまで引き、測定
に移ることができる。
能評価 本発明の光検出器の性能評価実験に用いた測定系のブロ
ックダイヤグラムを図10に示す。逆光電子分光の逆光電
子放出過程と条件を同じになるようセットし、分光器か
らの単色光をそのまま光検出器にあてて光検出器の信号
を取り込む特殊な形としたため、真空チェンバーは、光
検出器を含むアナライザー槽のみで、排気はロータリー
ポンプ、ターボ分子ポンプ及びイオンポンプにて行われ
ている。１回の測定ごとにリークを行い、光検出器のみ
を取り外し、イオン結晶を蒸着したＳｒＦ2 窓やＣｕ−
ＢｅＯ光電子増倍管第１ダイノードを入れ換えることに
より真空に引くことができる。真空はベーキング無しで
約90分間の真空引きで３×10-6Ｔｏｒｒまで引き、測定
に移ることができる。
【００２６】光検出器の分解能は、Ｃｕ−ＢｅＯ第１ダ
イノード及び第１ダイノードに蒸着したイオン結晶ＫＣ
ｌによる低エネルギー側の立ち上がりと、ＳｒＦ2 窓及
びＳｒＦ2 窓に蒸着したイオン結晶による高エネルギー
側の光のカットにより決定される。よって、光検出器の
分解能を上げるためには、低エネルギー側の立ち上がり
（特に立ち上がりのなだらかな部分）を削ってやり、高
エネルギー側の光のカットが低エネルギー側にシフトさ
れることが望ましい。また、高感度化は第１ダイノード
の量子効率を高めることで実現可能である。
イノード及び第１ダイノードに蒸着したイオン結晶ＫＣ
ｌによる低エネルギー側の立ち上がりと、ＳｒＦ2 窓及
びＳｒＦ2 窓に蒸着したイオン結晶による高エネルギー
側の光のカットにより決定される。よって、光検出器の
分解能を上げるためには、低エネルギー側の立ち上がり
（特に立ち上がりのなだらかな部分）を削ってやり、高
エネルギー側の光のカットが低エネルギー側にシフトさ
れることが望ましい。また、高感度化は第１ダイノード
の量子効率を高めることで実現可能である。
【００２７】(2)−３ ＳｒＦ2 窓へＫＢｒを蒸着した
場合の帯域特性 図11−Ａ，図11−Ｂ及び表１にＳｒＦ2 窓にＫＢｒを蒸
着した場合の光検出器の特性を示す。図11−Ａでは、検
出器からの信号波長の最大値を揃えた場合の帯域幅の変
化を示している。これによると、蒸着されたＫＢｒの膜
厚が100 Å，200 Å，300 Åと増加するに従いその帯域
幅は0.68ｅＶ，0.59ｅＶ，0.57ｅＶと改善されているこ
とが分かる。このことは、ＫＢｒの価電子帯励起子吸収
のピーク位置が8.6 ｅＶにあるため、光検出器の半値幅
を広げている原因となっていた低エネルギー側の裾の特
性をカットすることができたためである。
場合の帯域特性 図11−Ａ，図11−Ｂ及び表１にＳｒＦ2 窓にＫＢｒを蒸
着した場合の光検出器の特性を示す。図11−Ａでは、検
出器からの信号波長の最大値を揃えた場合の帯域幅の変
化を示している。これによると、蒸着されたＫＢｒの膜
厚が100 Å，200 Å，300 Åと増加するに従いその帯域
幅は0.68ｅＶ，0.59ｅＶ，0.57ｅＶと改善されているこ
とが分かる。このことは、ＫＢｒの価電子帯励起子吸収
のピーク位置が8.6 ｅＶにあるため、光検出器の半値幅
を広げている原因となっていた低エネルギー側の裾の特
性をカットすることができたためである。
【００２８】
【表１】
【００２９】また、図11−ＢはＫＢｒの膜厚の違いによ
る信号強度の変化を示しているが、膜厚が300 Åのとき
の信号のピーク強度は光検出器にイオン結晶を未蒸着の
場合に比べて0.28倍と減少し、感度（面積強度）におい
ては0.23倍と減少した。これらのことから、ＫＢｒをＳ
ｒＦ2 窓に蒸着した場合には膜厚の増加に従って透過光
の量が減少するために強度及び感度を犠牲にしながら帯
域幅を向上させていることが分かる。
る信号強度の変化を示しているが、膜厚が300 Åのとき
の信号のピーク強度は光検出器にイオン結晶を未蒸着の
場合に比べて0.28倍と減少し、感度（面積強度）におい
ては0.23倍と減少した。これらのことから、ＫＢｒをＳ
ｒＦ2 窓に蒸着した場合には膜厚の増加に従って透過光
の量が減少するために強度及び感度を犠牲にしながら帯
域幅を向上させていることが分かる。
【００３０】(2)−４ ＳｒＦ2 窓へＲｂＣｌを蒸着し
た場合の帯域特性 図12に、ＳｒＦ2 窓にＲｂＣｌを蒸着した場合の光検出
器の特性を（Ａ）ピーク強度を揃えた場合の帯域幅の変
化、（Ｂ）膜厚の違いによるピーク強度の変化、の順で
示す。また表２にも数値で結果を示す。この実験からＫ
Ｂｒの実験と同様に、ＲｂＣｌの膜厚が100 Å，150
Å，200 Åと増加すると共に光検出器の帯域幅はそれぞ
れ0.59ｅＶ，0.52ｅＶ，0.58ｅＶと改善されていること
が分かる。このことは価電子バンドの塩素イオンの３ｐ
状態から伝導バンドの塩素３ｄ状態への価電子帯励起子
吸収によって起こっており、ＲｂＣｌの価電子帯励起子
吸収のピークが8.93ｅＶとＫＢｒに対して、より光検出
器の帯域特性のピーク位置に近いために低エネルギー側
のＣｕ−ＢｅＯによる立ち上がり部分をよく削っている
ことが分かる。
た場合の帯域特性 図12に、ＳｒＦ2 窓にＲｂＣｌを蒸着した場合の光検出
器の特性を（Ａ）ピーク強度を揃えた場合の帯域幅の変
化、（Ｂ）膜厚の違いによるピーク強度の変化、の順で
示す。また表２にも数値で結果を示す。この実験からＫ
Ｂｒの実験と同様に、ＲｂＣｌの膜厚が100 Å，150
Å，200 Åと増加すると共に光検出器の帯域幅はそれぞ
れ0.59ｅＶ，0.52ｅＶ，0.58ｅＶと改善されていること
が分かる。このことは価電子バンドの塩素イオンの３ｐ
状態から伝導バンドの塩素３ｄ状態への価電子帯励起子
吸収によって起こっており、ＲｂＣｌの価電子帯励起子
吸収のピークが8.93ｅＶとＫＢｒに対して、より光検出
器の帯域特性のピーク位置に近いために低エネルギー側
のＣｕ−ＢｅＯによる立ち上がり部分をよく削っている
ことが分かる。
【００３１】また、強度の変化は、膜厚が200 Åの時の
信号波長の強度は光検出器にイオン結晶を未蒸着の場合
に比べて0.58倍と減少し、感度においては0.47倍と減少
した。これらのことから、ＫＢｒの時と同様にＲｂＣｌ
をＳｒＦ2 窓に蒸着した場合には膜厚の増加に従って強
度及び感度を犠牲にしながら帯域幅を向上させているこ
とが分かる。
信号波長の強度は光検出器にイオン結晶を未蒸着の場合
に比べて0.58倍と減少し、感度においては0.47倍と減少
した。これらのことから、ＫＢｒの時と同様にＲｂＣｌ
をＳｒＦ2 窓に蒸着した場合には膜厚の増加に従って強
度及び感度を犠牲にしながら帯域幅を向上させているこ
とが分かる。
【００３２】(2)−５ Ｃｕ−ＢｅＯ光電子増倍管へＫ
Ｃｌを蒸着した場合の帯域特性 図13にＣｕ−ＢｅＯ光電子増倍管第１ダイノードにＫＣ
ｌを蒸着した場合の光検出器の特性を示す。図13−Ａは
検出器からの信号波長の最大値を揃えた場合の半値幅の
変化を示し、図13−Ｂは、ＫＣｌの膜厚の違いによる信
号強度の変化を示している。また、表２にはそれらの結
果を数値にして表した。この結果から、ＫＣｌを1000Å
蒸着した場合に帯域幅が0.47ｅＶと改善され、感度もＫ
Ｃｌを未蒸着の時と比較して約一桁向上した。
Ｃｌを蒸着した場合の帯域特性 図13にＣｕ−ＢｅＯ光電子増倍管第１ダイノードにＫＣ
ｌを蒸着した場合の光検出器の特性を示す。図13−Ａは
検出器からの信号波長の最大値を揃えた場合の半値幅の
変化を示し、図13−Ｂは、ＫＣｌの膜厚の違いによる信
号強度の変化を示している。また、表２にはそれらの結
果を数値にして表した。この結果から、ＫＣｌを1000Å
蒸着した場合に帯域幅が0.47ｅＶと改善され、感度もＫ
Ｃｌを未蒸着の時と比較して約一桁向上した。
【００３３】
【表２】
【００３４】ここで感度の増加については、真空準位か
真空準位付近にあるために光電子放出が盛んに起こった
ためだと考えられる。
真空準位付近にあるために光電子放出が盛んに起こった
ためだと考えられる。
【００３５】ここで、図13−Ａ，Ｂに示すように、ＫＣ
ｌを1000Å及び1500Åの膜厚で蒸着した時の光検出器の
帯域特性は非常に似通ったものであることが分かる。更
に1500Å蒸着した時の帯域特性においては、８ｅＶ付近
のブロードなピークが大きいために信号強度の最大値9.
4 ｅＶから±0.24ｅＶ付近の光のみを検出するといった
帯域特性の観点からはずれることになり、ＫＣｌ蒸着に
おいては、1000Å蒸着したものが最も優れた特性をもっ
ていると決定した。
ｌを1000Å及び1500Åの膜厚で蒸着した時の光検出器の
帯域特性は非常に似通ったものであることが分かる。更
に1500Å蒸着した時の帯域特性においては、８ｅＶ付近
のブロードなピークが大きいために信号強度の最大値9.
4 ｅＶから±0.24ｅＶ付近の光のみを検出するといった
帯域特性の観点からはずれることになり、ＫＣｌ蒸着に
おいては、1000Å蒸着したものが最も優れた特性をもっ
ていると決定した。
【００３６】また、帯域幅が改善されたことに関して
は、ＫＣｌを蒸着してできたＫＣｌ光電子増倍管第１ダ
イノードのローカットフィルターとしての立ち上がりが
Ｃｕ−ＢｅＯ光電子増倍管の第１ダイノードの立ち上が
りよりも高エネルギー側にシフトしたためと思われる。
は、ＫＣｌを蒸着してできたＫＣｌ光電子増倍管第１ダ
イノードのローカットフィルターとしての立ち上がりが
Ｃｕ−ＢｅＯ光電子増倍管の第１ダイノードの立ち上が
りよりも高エネルギー側にシフトしたためと思われる。
【００３７】このようにＣｕ−ＢｅＯ光電子増倍管にＫ
Ｃｌを蒸着した場合にはＫＢｒやＲｂＣｌをＳｒＦ2 窓
に蒸着した時のような帯域幅の改善にともなう感度の低
下はなく、むしろ感度は従来型よりも約一桁向上し、加
えて帯域幅も0.47ｅＶに改善するといった両面において
の向上がみられた。
Ｃｌを蒸着した場合にはＫＢｒやＲｂＣｌをＳｒＦ2 窓
に蒸着した時のような帯域幅の改善にともなう感度の低
下はなく、むしろ感度は従来型よりも約一桁向上し、加
えて帯域幅も0.47ｅＶに改善するといった両面において
の向上がみられた。
【００３８】(2)−６ まとめ 光検出器の性能向上実験に関するまとめとして、本発明
の研究では、逆光電子分光の分解能を支配的に決定して
いる帯域フィルター型光検出器の帯域幅を狭めるための
改良を行った。また同時に感度の増大もはかった。帯域
幅を狭めるための材料開発を行った結果、Ｃｕ−ＢｅＯ
光電子増倍管第１ダイノードにＫＣｌを1000Å蒸着する
といった簡単な方法で、以下のような改善を得ることが
できた。 中心エネルギー ９．４ｅＶ 帯域幅 ０．４７ｅＶ 感度 従来型と比較して約一桁向上 これによって、逆光電子分光装置の全分解能は、約0.5
ｅＶに改善された。この結果、 １）全分解能が約0.5 ｅＶに向上したことにより、Ｘ線
光電子分光と同等な分解能での測定が可能となり、より
シャープなスぺクトルを得ることができるようになっ
た。 ２）感度が従来型から約一桁向上したことにより、試料
に流れる電流レベルを落として、試料面を保護できる。
また、測定回数が減らせる。といった装置の改善がはか
られる。
の研究では、逆光電子分光の分解能を支配的に決定して
いる帯域フィルター型光検出器の帯域幅を狭めるための
改良を行った。また同時に感度の増大もはかった。帯域
幅を狭めるための材料開発を行った結果、Ｃｕ−ＢｅＯ
光電子増倍管第１ダイノードにＫＣｌを1000Å蒸着する
といった簡単な方法で、以下のような改善を得ることが
できた。 中心エネルギー ９．４ｅＶ 帯域幅 ０．４７ｅＶ 感度 従来型と比較して約一桁向上 これによって、逆光電子分光装置の全分解能は、約0.5
ｅＶに改善された。この結果、 １）全分解能が約0.5 ｅＶに向上したことにより、Ｘ線
光電子分光と同等な分解能での測定が可能となり、より
シャープなスぺクトルを得ることができるようになっ
た。 ２）感度が従来型から約一桁向上したことにより、試料
に流れる電流レベルを落として、試料面を保護できる。
また、測定回数が減らせる。といった装置の改善がはか
られる。
【図１】（Ａ）は本発明の帯域光検出器の模式図であ
る。 （Ｂ）は同入射電子線のエネルギーを走査して得られた
伝導帯状態密度に対応した発光強度を示すＢＩＳモード
図である。
る。 （Ｂ）は同入射電子線のエネルギーを走査して得られた
伝導帯状態密度に対応した発光強度を示すＢＩＳモード
図である。
【図２】（Ａ）はＴＰＥモードの多チャンネル光検出器
の模式図である。 （Ｂ）はＴＰＥモードで検出した全光子エネルギーに対
する光電子強度及び電子ビーム状態密度を示すＴＰＥモ
ード図である。
の模式図である。 （Ｂ）はＴＰＥモードで検出した全光子エネルギーに対
する光電子強度及び電子ビーム状態密度を示すＴＰＥモ
ード図である。
【図３】（Ａ）は本発明の逆光電子分光装置の真空系の
断面図である。 （Ｂ）は同側面図である。
断面図である。 （Ｂ）は同側面図である。
【図４】本発明の逆光電子分光光検出器のＢＩＳ部の配
置の模式図である。
置の模式図である。
【図５】本発明の逆光電子分光光検出器の排気系のブロ
ックダイアグラム図である。
ックダイアグラム図である。
【図６】本発明の逆光電子分光光検出器の計測・制御系
のブロックダイアグラム図である。
のブロックダイアグラム図である。
【図７】本発明の光検出器の模式図である。
【図８】本発明で改良前の光検出器のバンドパス特性図
である。
である。
【図９】本発明で使用した真空蒸着装置の略図である。
【図１０】本発明の帯域フィルター型光検出器の性能評
価に用いた実験装置の略図である。
価に用いた実験装置の略図である。
【図１１】（Ａ）は比較例として示したＳｒＦ2 窓にＫ
Ｂｒを蒸着被覆した場合の検出感度を揃えてなした帯域
幅の改善状態を示すフォトンエネルギーと強度の関係を
示す帯域特性図である。 （Ｂ）は比較例としてＳｒＦ2 窓にＫＢｒを蒸着した場
合の膜厚に対する検出強度を比較した帯域特性図であ
る。
Ｂｒを蒸着被覆した場合の検出感度を揃えてなした帯域
幅の改善状態を示すフォトンエネルギーと強度の関係を
示す帯域特性図である。 （Ｂ）は比較例としてＳｒＦ2 窓にＫＢｒを蒸着した場
合の膜厚に対する検出強度を比較した帯域特性図であ
る。
【図１２】（Ａ）は比較例として、ＳｒＦ2 窓にＲｂＣ
ｌを蒸着した場合の検出強度を一定として膜厚の増加に
伴う帯域幅の変化を示した帯域特性図である。 （Ｂ）は比較例として、ＳｒＦ2 窓にＲｂＣｌを蒸着し
た場合のフォトンエネルギーに対する強度の変化を示す
帯域特性図である。
ｌを蒸着した場合の検出強度を一定として膜厚の増加に
伴う帯域幅の変化を示した帯域特性図である。 （Ｂ）は比較例として、ＳｒＦ2 窓にＲｂＣｌを蒸着し
た場合のフォトンエネルギーに対する強度の変化を示す
帯域特性図である。
【図１３】（Ａ）は本発明のＣｕ−ＢｅＯ光電子増倍管
の第１ダイノードにＫＣｌを蒸着した場合の帯域幅の変
化を示す帯域特性図である。 （Ｂ）は本発明のＣｕ−ＢｅＯ光電子増倍管の第１ダイ
ノードにＫＣｌを蒸着した場合の感度の変化を示す帯域
特性図である。
の第１ダイノードにＫＣｌを蒸着した場合の帯域幅の変
化を示す帯域特性図である。 （Ｂ）は本発明のＣｕ−ＢｅＯ光電子増倍管の第１ダイ
ノードにＫＣｌを蒸着した場合の感度の変化を示す帯域
特性図である。
１ アナライザー槽 ２ 試料槽 ３ バルブ ４Ａ 試料研磨用ファイリング装置 ４Ｂ 試料蒸着装置 ５ 試料劈開装置 ６ 電子ビーム ７ 試料ホルダー ８ 試料バンク ９ ベローズ １０ 導入棒 １１ 試料移送装置 １２ 電子銃 12Ａ 電子レンズ １３ 凹面鏡 １４ 試料 １５ 試料位置調整用マニピュレータ １６ 光検出器 １７ ロータリーポンプ（ＲＰ） １８ タボ分子ポンプ（ＴＭＰ） １９ チタンサブリメーション真空ポンプ ２０ イオン真空ポンプ 21,22 バルブ 23,24 リークバルブ ２５ 計測・制御装置 ２６ バンドパス型光検出器 ２７ プリアンプ ２８ リニアアンプ ２９ 波高分析器 ３０ パルス計数器 ３１ コンピュータ ３２ ＧＰＩＢプログラマー(General Purpose Interfa
ce Busプログラマー) ３３ ディジタルエレクトロメーター ３４ Ｄ・Ｃ電源 ３５ （Ｃｕ）メッシュ ３６ 光子ビーム ３７ クリスタル（ＳｒＦ2 ）窓材 ３８ Ｃｕ−ＢｅＯ光電子増倍管 ３９ 光シールド ４０ 真空蒸着装置 ４１ 膜厚計 ４２ 蒸着源 43,44,45 バルブ ４６ 放射光単色化装置 ４７ 放射光発生装置 47A ，47B バルブ ４８ ミラー ４９ モノクロメーター分光器 ５０ 光検出器性能試験用真空槽
ce Busプログラマー) ３３ ディジタルエレクトロメーター ３４ Ｄ・Ｃ電源 ３５ （Ｃｕ）メッシュ ３６ 光子ビーム ３７ クリスタル（ＳｒＦ2 ）窓材 ３８ Ｃｕ−ＢｅＯ光電子増倍管 ３９ 光シールド ４０ 真空蒸着装置 ４１ 膜厚計 ４２ 蒸着源 43,44,45 バルブ ４６ 放射光単色化装置 ４７ 放射光発生装置 47A ，47B バルブ ４８ ミラー ４９ モノクロメーター分光器 ５０ 光検出器性能試験用真空槽
Claims (2)
- 【請求項１】 ＳｒＦ2 のハイカットフィルターの窓材
(37)と、Ｃｕ−ＢｅＯのローカットフィルターをそえた
光電子増倍管(38)とを具備するバンドパス型光検出器(2
6)であって、電子銃(12)よりのビームを試料に入射した
際に放出された光子を集光し、これを前記光検出器に入
射するようにした逆光電子分光検出装置において、逆光
電子分光検出装置は、真空排気系にそれぞれ接続された
試料槽(2) 及びアナライザー槽(1) と、アナライザー槽
(1) に連結された前記光検出器(26)とよりなり、試料槽
(2) とアナライザー槽(1) とはゲートバルブ(3) を介し
て開閉可能に連通し、試料槽(2) の中心軸線上の試料ホ
ルダー(7) に保持された試料をアナライザー槽(1) の中
心部に移送させられる試料移送装置(11)を具備し、アナ
ライザー槽(1) には試料の移送された中心点に位置する
試料に対向配置した電子銃(12)と、その反対側に前記光
検出器(26)を設け、前記光検出器(26)の光電子増倍管(3
8)のＣｕ−ＢｅＯの第１ダイノードに塩化カリウムを50
0 〜1000Åの厚さに蒸着したものより成ることを特徴と
する帯域フィルター型逆光電子分光検出装置。 - 【請求項２】 前記逆光電子分光検出装置は、電子銃(1
2)の加圧電圧を制御するＧＰＩＢプログラマー(32)と、
電子銃よりの電子ビームを試料に入射し試料より放出さ
れる光子を検出するバンドパス型光検出器(26)と、該光
検出器(26)からパルス電流として出てくる信号を増幅
し、波高分析器(29)によりモニタし乍らカウントするパ
ルス計数器(30)とを備え、前記ＧＰＩＢプログラマー(3
2)とパルス計数器(30)とに連結されたコンピュータ(31)
にデジタルエレクトロメーター(33)を接続し、電子ビー
ムの入射により試料に流れる電流を入射される電子ビー
ムの信号として検出し、ディジタルエレクトロメーター
(33)を介してディジタル信号に変換し、コンピュータ(3
1)に記録するようにしたことを特徴とする請求項１記載
の帯域フィルター型逆光電子分光検出装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4068235A JP2636113B2 (ja) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | 帯域フィルター型逆光電子分光検出装置 |
| US08/033,327 US5340976A (en) | 1992-03-26 | 1993-03-18 | Bandpass photon detector for inverse photoemission spectroscopy |
| EP93302366A EP0562874A1 (en) | 1992-03-26 | 1993-03-26 | Bandpass photon detector for inverse photoemission spectroscopy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4068235A JP2636113B2 (ja) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | 帯域フィルター型逆光電子分光検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05275051A JPH05275051A (ja) | 1993-10-22 |
| JP2636113B2 true JP2636113B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=13367929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4068235A Expired - Lifetime JP2636113B2 (ja) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | 帯域フィルター型逆光電子分光検出装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5340976A (ja) |
| EP (1) | EP0562874A1 (ja) |
| JP (1) | JP2636113B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2535772B2 (ja) * | 1994-03-24 | 1996-09-18 | 広島大学長 | 逆光電子分光用狭帯域高感度光検出器 |
| JP2535771B2 (ja) * | 1994-03-24 | 1996-09-18 | 広島大学長 | 逆光電子分光用帯域幅可変光検出器 |
| JP3659944B2 (ja) * | 2002-07-29 | 2005-06-15 | 三菱重工業株式会社 | 拡散材料の表面反応過程分析装置 |
| FR2982670B1 (fr) | 2011-11-15 | 2013-11-29 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif d'analyse d'un materiau irradiant a l'aide d'une microsonde |
| WO2013129390A1 (ja) * | 2012-02-28 | 2013-09-06 | 国立大学法人京都大学 | 固体の空準位測定方法及び装置 |
| JP7204163B2 (ja) * | 2018-03-02 | 2023-01-16 | 国立大学法人千葉大学 | エネルギー分散測定装置 |
| WO2024063495A1 (ko) * | 2022-09-21 | 2024-03-28 | 경희대학교 산학협력단 | 커브드 미러 및 이를 포함하는 역광전자 분광장치 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3033984A (en) * | 1959-02-17 | 1962-05-08 | United States Steel Corp | Apparatus for increasing the energy of x-rays |
| GB1049533A (en) * | 1962-09-04 | 1966-11-30 | Emi Ltd | Improvements in or relating to electron multiplier devices |
| FR2453419A1 (fr) * | 1979-04-03 | 1980-10-31 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de detection de particules |
| FR2506019A1 (fr) * | 1981-05-14 | 1982-11-19 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif pour determiner la densite des etats electroniques inoccupes d'un materiau situes au-dessus du niveau de fermi |
| JPS6055250A (ja) * | 1983-09-06 | 1985-03-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ルミネッセンス検出装置 |
| US4639638A (en) * | 1985-01-28 | 1987-01-27 | Sangamo Weston, Inc. | Photomultiplier dynode coating materials and process |
| US4879915A (en) * | 1987-03-17 | 1989-11-14 | Spencer R Wilson | Sample injection means |
| DE3702696A1 (de) * | 1987-01-30 | 1988-08-11 | Kernforschungsanlage Juelich | Verfahren zur elektronenstrahl-fuehrung mit energieselektion und elektronenspektrometer |
| FR2613081B1 (fr) * | 1987-03-26 | 1990-01-19 | Commissariat Energie Atomique | Detecteur de particules |
| US5202004A (en) * | 1989-12-20 | 1993-04-13 | Digital Instruments, Inc. | Scanning electrochemical microscopy |
| JP2982262B2 (ja) * | 1990-09-10 | 1999-11-22 | 株式会社島津製作所 | 逆光電子分光装置 |
-
1992
- 1992-03-26 JP JP4068235A patent/JP2636113B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-03-18 US US08/033,327 patent/US5340976A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-03-26 EP EP93302366A patent/EP0562874A1/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05275051A (ja) | 1993-10-22 |
| EP0562874A1 (en) | 1993-09-29 |
| US5340976A (en) | 1994-08-23 |
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |